科學家計算地球大氣中氧氣的「壽命」

據外媒報道,此前有科學家預測,大約50億年後,太陽將膨脹並吞噬掉我們的家園。但事實證明,地球上的生命可能有一個更早的終點。一項新研究發現,在大約10億年後,大氣層將迅速失去大部分氧氣,這可能對尋找其他星球上的生命具有重要意義。

科學家計算地球大氣中氧氣的「壽命」

富含氧氣的大氣層是地球的定義特徵之一,這種重要氣體占空氣的20%左右。這對人類和其他大多數以地球為家的動物來說當然是個好消息,我們要感謝植物。但富含氧氣的大氣能堅持多久呢?在新研究中,來自佐治亞理工學院和東邦大學的研究人員開始調查地球大氣氧的長期穩定性。

該團隊對地球的系統進行了模擬,包括氣候、生物和地質過程,甚至是太陽的亮度,並觀察了氧氣水平在空氣、水和岩石之間穿梭時的變化。雖然過去其他研究已經模擬了其中的一些系統,但這些新的模型比平時更加復雜。

研究人員發現,地球的含氧大氣很可能還會持續10億年,然後才會相對迅速地驟降。研究小組表示,到了距今約11億年的時候,氧氣水平很可能會下降到只有現在大氣層水平的百分之一。

科學家計算地球大氣中氧氣的「壽命」

根據模型,導致這種脫氧的主要原因是太陽。隨着年齡的增長,我們的母星預計將變亮變熱,這將提高地球表面溫度,並分解大氣中的二氧化碳。這兩個因素會殺死植物生命,使地球失去主要的氧氣來源。

這種未來的大氣層最終會與遠古時代的大氣層有着驚人的相似性。畢竟,即使地球並不總是那麼宜居的地方。它始於大約24億年前,那時微生物進行光合作用,後來植物開始大量抽出氧氣。這為多細胞生命的出現鋪平了道路。

雖然這一發現似乎不會對我們今天的生活產生直接影響,但它確實使尋找外星生命跡象的工作變得復雜起來。由於氧氣與地球上的生命有着千絲萬縷的聯系,天文學家長期以來一直認為它是一種有用的特徵,可以在系外行星的大氣層中尋找,因為它可能表明外星生命的存在。

現在,人們越來越清楚地認識到,要想找到適合居住的世界,僅僅在太空中尋找合適的點是不夠的,合適的時間點也是關鍵。研究小組計算出,氧氣可能只能在行星整體壽命的20%到30%的大氣層中被檢測到。

當然,它仍然值得尋找,但該團隊建議,應該注意還有其他潛在的生物信號。其中之一可能是一種富含甲烷的有機霧氣,他們預測,在未來遙遠的地球上,氧氣後的空氣中會彌漫着這種霧氣。最令人好奇的是,這聽起來很像現代土衛六的大氣層。

這項研究發表在《自然地球科學》雜志上。

來源:cnBeta