科学模拟显示,再十亿年后,地球上的氧气浓度会大幅降低,造成大多数生命死亡

目前,在我们富含氧气的地球上,生命蓬勃发展,但是地球并非一直以来都如此。科学家们预测在未来,地球大气可能会回到过去富含甲烷而氧气很少的情况。

无氧世界

研究认为,虽然这很有可能要再一个十亿年才会发生,但是当发生变化时,将会改变得非常快速。这个转变将会带着地球回到大约 24 亿年前,地球发生所谓的“大氧化事件”(Great Oxidation Event,GOE)之前的状态。

在刚发表的论文中,研究人员写到:“我们的模型预测,地球大气的脱氧反应,很可能会在地球气候系统中产生失控温室效应及从大气中失去大量的地表水分之前发生,此时的氧气会大幅降到古地球时期的浓度。”

到那个时候,将会成为人类及大部分倚赖氧气维生的生物生命的终点,因此人类最好期望在下一个十亿年之内的某个时间点找到离开地球的方法。

模拟内容与结果

为了达到他们的结论,研究人员跑了地球生物圈的详细模型,将太阳亮度的改变与相对应二氧化碳浓度下降的因素纳入考虑,因为二氧化碳会随着增加的热度而分解。较少的二氧化碳意味着较少例如植物等行光合作用的有机体,如此一来氧气浓度也会下降。

科学家们先前已预测过,在 20 亿年之内,逐渐增加的太阳辐射会将海水从地球表面移除。不过,根据平均不到 40 万次模拟的最新模型显示,氧气下降会先杀光所有生命。

乔治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的地球科学家克里斯·莱茵哈德教授说:“氧气浓度的下降会变得非常非常极端。我们所谈论的是,比起当今的浓度下降100 万倍的氧气浓度。”

根据由莱茵哈德教授及日本东邦大学(Toho University)环境科学家尾崎和海教授(Kazumi Ozaki)所进行的运算,地球上富含氧气的宜居世界,在地球整个生命周期中可能只会持续20 -30%,而微生命将会在我们消失后持续存活一段很长时间。

尾崎教授说:“剧烈脱氧化后的大气的特色在于甲烷浓度上升,低浓度二氧化碳,且没有臭氧层。整个地球系统很有可能会是充满厌氧生命型态的世界。”

寻找下一个地球

让这项研究与今日世界变得特别有关联的,是人类正在太阳系以外寻找适宜居住的星球。越来越强大的望远镜渐渐上市,而科学家们想要得知,在这些仪器所收集的大量数据中,他们应该寻找哪些东西。

除此之外,研究人员表示,大气中的氧气不太可能是宜居世界中的永恒特征,这对我们探索宇宙中更深处的生命迹象的努力具有影响。很有可能,除了氧气以外,人类也必须寻找其他的生物迹象讯号(biosignature),以最大可能地找到生命。

此研究是美国太空总署(NASA)NExSS(Nexus for Exoplanet System Science)计画的一部分。此计画在调查除了地球以外,其他星球的适宜居住性。

作者:是柚子呀,如若转载,请注明出处:https://eozlab.com/zirankexue/dili/1042.html