大气环境发生巨变,氧含量或重回24亿年前

世界之最 军事之最 2024-01-04 12:04:49
  大气环境发生巨变,氧含量或重回24亿年前
  氧气为地球上需氧生物的生存提供了基础,地球生命的繁荣离不开大气中恰当的氧含量。在地球漫长的演化过程中,大气中的氧含量一直处在动态变化之中,而近来科学家通过科学手段预测发现,未来地球或将重回24亿年前的低氧高甲烷的大气环境。
  地球大气中氧气的产生
  地球演化已经进行了46亿年的时间,最初的地球环境十分恶劣,早期的大气成分以甲烷、氨、氢和水为主,与现今的大气成分完全不同,直到20多亿年后地球大气中才开始出现氧气,生物开始利用氧气作为能源,地球上开始了生命的繁荣。
  地球的大气形成十分复杂,但足够大的地球引力无疑是大气形成的关键因素。早期的地球地质活动剧烈,火山频发,空气中含有很高的二氧化碳、二氧化硫等有害气体,无氧的环境下只有厌氧菌能够生存。
  但是另一方面,地球的大体积产生了大引力,液态水和大气因为重力作用被留在了地球表面,它们可以阻挡太阳辐射,使得地球温度开始下降,为更多生命的产生和繁荣创造了一个适宜的温度条件。
  在地球形成的20亿年后,藻类开始出现,这是大气中氧气产生的关键。藻类植物利用原始大气中的一些成分进行光合作用,使得地球上的氧气含量迅速增加,这一过程持续了4到5.4亿年,这一时期也被称为大氧化事件。
  同时,这时的地幔活动也逐渐冷却了下来,火山不再频繁发生,地球有机会形成自己的大气环境。光合细菌带来的氧气抑制火山气体的聚集,氧气与磷反应生成磷化物,磷化物携带氧气沉积将会使得氧含量进一步上升,这为地球生命的繁荣创造了机会。
  为什么说未来地球氧含量会下降?
  根据国际标准,地球大气的氧含量为21%,但有科学家发现,地球的总体氧含量在过去几十年里已经下降了5%。近来科学家通过计算机建模模拟地球大气演化,发现大气氧气水平将会在10亿年后急剧下降。
  随着太阳系演化周期的延续,太阳会不断升温,它向地球辐射的太阳能也会随之变强。地球上的二氧化碳会被过强的太阳能分解,使得大气中的二氧化碳含量下降,二氧化碳含量的下降将会对光合作用产生致命打击。
  无论是植物还是细菌,它们的光合作用都需要二氧化碳的参与,二氧化碳作为能源物质,它们的减少会导致这些生物的死亡,而氧气没有了补给来源,也会迅速减少。据科学家推测,大气中一旦出现氧消耗,只需要1万年的时间氧气就会被完全消耗殆尽。
  同时,太阳热能的增加会使得地球地表更加炎热干燥,岩石风化作用加剧,其中的碳酸盐矿物析出,与二氧化碳发生反应会进一步减少大气中的二氧化碳含量。除此之外,温室效应带来的甲烷排放的增加也会使得地球氧气消耗的加速。
  氧含量下降的影响
  除了太阳辐射增强等客观因素外,人类活动导致的气候变化和环境污染也会加剧大气中氧含量的减少。地球上氧气的产生靠的是生物的光合作用,但是极端天气的增加使得生态系统破坏,会影响生物光合作用的进行,导致大气中氧含量的下降。
  工业化造成了生态环境的污染,大量温室气体被排放到大气中,全球温度的升高会使得生态环境更加脆弱。同时,一些有害的温室气体抑制植物的光合作用,降低大气中的氧含量,又会对生态系统产生负面影响。
  地球上复杂生命的进化与相对氧气丰度有关,氧气的终结意味着高级生命的终结。如果人类真的能看到氧气终结的那一天,为了继续生存下去,人类就不得不在宇宙中寻找另一个适宜生存的星球。
  现在人类距离氧气终结的那一天或许还太过遥远,但是也要有居安思危的意识,要增强地球的生命力和可持续性。保护地球生态系统、绿色生活减少温室气体排放、共谋环境问题应对策略等,每个人都可以从小事行动起来。
  或许,每一个具备高级文明生命的星球都会面临星球变化的难题,就像如果那一天到来时人类为了生存不得不踏上星际旅行的道路。只有不断对生命和宇宙进行探索,掌握更多的知识,人类才能离开母星找寻生存的新出路。
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