【原】地球大氣將發(fā)生劇變？美國專家：氧氣含量或回到25億年前

宇宙觀察 2022-06-21 發(fā)布于河南

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對于地球生物而言,，氧氣是非常重要的

因為地球上的所有生命都屬于碳基生物,，從原始海洋中的單細(xì)胞藍(lán)藻發(fā)展到如今生生不息的多樣性生物，都依賴于一個合適的環(huán)境：包含液態(tài)水的水圈和由板塊組成的巖石圈,，還有充滿氧氣的大氣層,，這三者條件缺一不可。

人類對氧氣的存在習(xí)以為常,，但事實上氧氣的出現(xiàn)非常艱辛,，假如沒有藻類生物通過光合作用產(chǎn)生氧氣，地球也許就不會有如此繁榮的生命,。

研究表明,，地球的氧氣含量不是固定的，而是處于一種動態(tài)平衡,，地球內(nèi)部與外部環(huán)境互相協(xié)調(diào),，共同維持著平衡,，任何一方發(fā)生變化都將影響氧氣的含量,。

然而科學(xué)家近期卻發(fā)出警告，地球的大氣層在未來有可能發(fā)生顛覆性的轉(zhuǎn)變,，氧氣含量或許會回到24億年前的水平,，在地球是目前人類在宇宙中唯一家園的情況下，假如大氣層發(fā)生變化,，對人類意味著什么呢,？

從地球誕生的歷史上來看

46億年前太陽系穩(wěn)定下來后，地球和其他七大行星開始爭奪太陽系剩余的物質(zhì)了,，地球因此成為了最大的巖石行星,。

在引力收縮下地球內(nèi)部的壓力越來越大，產(chǎn)生的熱量也越來越高,，并且早期的太陽系并不平衡,，地球時常受小行星撞擊，在這些的加持下地球的一切都是熔化的,，火山活動也十分頻繁,。

所以早期的原始大氣中充滿了燃燒帶來的甲烷和氨，以及行星形成時自帶的氫氣。熔巖態(tài)的地表和無法呼吸的渾濁大氣,，讓地球看起來儼然像地獄,。

水汽的蒸發(fā)加速了地表的冷卻，隨后下了場持續(xù)千年的大暴雨,，這場大暴雨灌滿了地球每一個盆地,，也讓地球得到徹底冷卻，它不僅減少了空氣中水汽的含量,，還洗去了大氣中很多二氧化碳,。

但此時的地球環(huán)境還遠(yuǎn)不夠發(fā)展繁榮的生命，只能勉強(qiáng)維持簡單的生命形態(tài),。

早期地球的高能化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了能夠自我復(fù)制的分子,，后來分化成了細(xì)菌與古菌，距今33億年前的太古宙誕生了藍(lán)藻,，這些早期的低等生命漂泊在原始海洋中,，它們屬于原核生物，最重要的是具有光合作用,。

天上熾熱的恒星成為了生命的催化劑,，大量藻類生物與太陽同時作用，向大氣中釋放氧氣,。大氣中逐漸增多的氧氣遇到紫外線后再上層大氣形成臭氧,，進(jìn)而出現(xiàn)了臭氧層。

與此同時

氧氣含量的上升還改變了礦物質(zhì),，磷會與氧氣發(fā)生反應(yīng),，磷化物攜帶著氧氣沉入地表，隨后進(jìn)入海洋,。氧氣到達(dá)海洋深處時,，就會進(jìn)一步與沉積在深海的磷發(fā)生反應(yīng)，增加氧氣含量,。種種反應(yīng)過程周而復(fù)始,，最后造就了一個適宜生物進(jìn)化繁衍的環(huán)境。

但近期的研究表明,，地球的大氣或許會逐漸稀薄,，其中消失最多的就是氧氣，NASA聯(lián)合東京大學(xué)和佐治亞理工大學(xué)組成了一個科研團(tuán)隊,，該團(tuán)隊意在尋找適宜居住的地外行星,，找到人類的第二個家園。在研究過程中科學(xué)家注意到,，隨著太陽逐漸老化,，太陽的溫度會上升,，帶給地球的熱量也會增多。

二氧化碳吸收熱量后會分解,，更多的熱量則意味著二氧化碳會大量減少,，而地球上植物光合作用的原理就是吸收二氧化碳排除氧氣，假如二氧化碳這個原材料消失后,，植物產(chǎn)生的氧氣自然也會減少,。

最終這些能夠起到光合作用的植物將會死亡，并影響到整個生物圈和食物鏈,，而溫室效應(yīng)帶來的甲烷則會加速整個氧消耗的過程,，使氧氣終結(jié)的時間從10億年大大縮短至10000年。

這看起來有些聳人聽聞,，那么科學(xué)家究竟是如何得到這一結(jié)果的,？

在回望地球過去和預(yù)測地球未來時，常常離不開計算機(jī)模擬,，這次也是如此,，科學(xué)家建立了相應(yīng)的模型，對地球的元素含量的演變進(jìn)行了模擬,。

為了符合動態(tài)地球的變化,，研究員們還考慮到了氣候變化以及洋流和地質(zhì)活動，為了使模擬更加準(zhǔn)確,，科學(xué)家還預(yù)設(shè)了兩種情景：具備生物圈的和沒有生物圈的,，按常理來說，生物的活動會對自然環(huán)境產(chǎn)生很大影響,，這兩種情景可能會有不同的走向,。