氧氣的極端下降最終會(huì)使地球上的大多數(shù)生命窒息而死

目前，我們這個(gè)富氧星球上的生命正在蓬勃發(fā)展，但地球并非總是如此——科學(xué)家們預(yù)測(cè)，在未來(lái)，大氣層將恢復(fù)到富含甲烷和低氧的大氣層。

這可能在未來(lái)十億年左右不會(huì)發(fā)生。但是，根據(jù) 2021 年發(fā)表的研究，當(dāng)變化到來(lái)時(shí)，它會(huì)相當(dāng)迅速地發(fā)生。

這種轉(zhuǎn)變將使地球恢復(fù)到所謂的大氧化事件（GOE） 大約 24 億年前。

“多年來(lái)，人們一直根據(jù)有關(guān)太陽(yáng)持續(xù)變亮和全球碳酸鹽-硅酸鹽地球化學(xué)循環(huán)的科學(xué)知識(shí)來(lái)討論地球生物圈的壽命，”日本東邦大學(xué)的環(huán)境科學(xué)家 Kazumi Ozaki說(shuō)研究發(fā)表的時(shí)間。

“這種理論框架的必然結(jié)果之一是大氣中 CO 的持續(xù)下降₂水平和全球變暖在地質(zhì)時(shí)間尺度上。

研究人員表示，大氣中的氧氣不太可能成為一般宜居世界的永久特征，這對(duì)我們探測(cè)宇宙中更遠(yuǎn)處生命跡象的努力有影響。

“該模型預(yù)測(cè)大氣脫氧，大氣 O₂急劇下降到讓人想起太古宙地球，很可能在地球氣候系統(tǒng)中潮濕的溫室條件開(kāi)始之前以及地表水從大氣中大量流失之前觸發(fā)，“該團(tuán)隊(duì)在他們的紙.

到那時(shí)，人類(lèi)和大多數(shù)其他依賴(lài)氧氣度過(guò)一天的生命形式都將走到盡頭，所以讓我們希望我們能弄清楚如何離開(kāi)地球在未來(lái)十億年的某個(gè)時(shí)刻。

為了得出結(jié)論，研究人員運(yùn)行了地球生物圈的詳細(xì)模型，考慮了太陽(yáng)亮度的變化和二氧化碳水平的相應(yīng)下降，因?yàn)闅怏w被增加的熱量分解。

更少的二氧化碳意味著更少的光合作用生物，例如植物，這將導(dǎo)致氧氣減少。

科學(xué)家們此前曾預(yù)測(cè)，來(lái)自太陽(yáng)的輻射增加將使地球上的海水消失在大約 20 億年內(nèi)，但這里的模型——基于平均不到 400,000 次模擬——表明氧氣的減少將首先殺死生命。

“氧氣的下降非常非常極端，”佐治亞理工學(xué)院的地球科學(xué)家克里斯·萊因哈德 （Chris Reinhard） 告訴新科學(xué)家.“我們談?wù)摰难鯕獗痊F(xiàn)在少了大約一百萬(wàn)倍?！?/p>

使這項(xiàng)研究與當(dāng)今特別相關(guān)的是我們?cè)谔?yáng)系之外尋找宜居行星。

越來(lái)越強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡即將上線，科學(xué)家們希望能夠知道他們應(yīng)該在大量這些工具收集的數(shù)據(jù).

我們可能需要尋找除氧氣以外的其他生物特征才能有最好的機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)生命研究人員說(shuō)。他們的研究是美國(guó)宇航局 NExSS（系外行星系統(tǒng)科學(xué)的紐帶）項(xiàng)目，該項(xiàng)目正在調(diào)查我們自己的行星以外的行星的宜居性。

根據(jù) Ozaki 和 Reinhard 的計(jì)算，地球富含氧氣的宜居歷史最終可能只持續(xù)地球整個(gè)壽命的 20-30%，而微生物生命將在我們消失后繼續(xù)存在很長(zhǎng)時(shí)間。

“大脫氧后的大氣特點(diǎn)是甲烷含量高、一氧化碳含量低₂和 no臭氧層，”說(shuō)尾崎.

“地球系統(tǒng)可能會(huì)是一個(gè)厭氧生命形式的世界?！?/p>

該研究發(fā)表在自然 地球科學(xué).

本文的早期版本發(fā)表于 2021 年 3 月。

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