再過十億年，地球的大氣將重回低氧水平
英國自然地球科學(xué)雜志二號發(fā)表的一項(xiàng)新研究首次表明，宜居行星的大氣含氧量并不總是相同的。該研究指出，地球富氧大氣將在大約 10 億年后恢復(fù)到貧氧、富甲烷的狀態(tài)。這一結(jié)論對于人類在其他地球上找到類似行星的生命具有重大意義。
大氣是行星自然環(huán)境的重要組成部分，與地球上的生命密切相關(guān)。行星上存在生命的一個重要指標(biāo)是可以探測到的富氧大氣，它顯示出植物和光合作用的存在。地球目前高度含氧的大氣是地球生物圈的一個主要特征。然而，長期以來，科學(xué)家們一直不確定地球大氣中這些以氧氣為基礎(chǔ)的生物特征將持續(xù)多久，特別是在遙遠(yuǎn)的將來。
這一次，日本東邦大學(xué)的研究人員模擬了地球系統(tǒng)，并通過模擬氣候、生物學(xué)和地質(zhì)過程，分析了地球大氣狀況的時間尺度。他們發(fā)現(xiàn)，地球富含氧氣的大氣層還能持續(xù) 10 億年，然后迅速脫氧，從而使大氣恢復(fù)到類似于著名的 "大氧化事件"(Goe)25 億年前的早期狀態(tài)。
25 億年前的 "大氧化事件" 是指大氣中自由氧含量的突然增加。這一事件的具體原因尚不清楚，但有一些可以解釋的假設(shè)，其中主流觀點(diǎn)是，由于海藻植物光合作用，地球上的氧氣迅速增加，而甲烷細(xì)菌破壞氧氣的鎳量則急劇減少，導(dǎo)致大氣中氧含量顯著增加。正是這一事件改變了地球上礦物的組成，使現(xiàn)在活躍在地球上的動物得以生存。在 "大氧化事件" 之前，雖然海洋和陸地出現(xiàn)在地球表面，但空氣中的氧氣仍然很稀薄，因此地球當(dāng)時是 "光禿禿的"，沒有 "綠色"。
地球現(xiàn)在已經(jīng)有 46 億年的歷史了，研究小組相信，在地球生命周期中，大氣中的氧氣可能只被探測到了 20% 到 30%。因此，他們指出，如果其他行星也是如此，人類在未來尋找外星生命時將需要尋找其他生物特征。
在漫長的地質(zhì)歷史中，地球環(huán)境發(fā)生了許多變化，發(fā)生了巨大的變化。天氣又冷又熱，貧瘠而富饒。以前的研究表明，火星形成富氧大氣比地球早了 10 億年，但現(xiàn)在我們只能從巖石樣本中尋找火星曾經(jīng)富含氧氣的證據(jù)。這一次，研究人員對時間進(jìn)行了計(jì)算模擬 -- 十億年后，地球大氣中的氧氣含量將迅速下降。當(dāng)時的地球是什么樣的，當(dāng)時還有人類嗎？也許，在那個時候，有來自其他星球的智慧生物在努力尋找地球上的文明遺跡。
