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地球氧氣會用光! 科學家揭「生物滅絕命運」:時間比我們想像得早
地球氧氣何時會耗盡?科學家給出答案。圖/Pixabay

地球氧氣會用光! 科學家揭「生物滅絕命運」:時間比我們想像得早

我們每天呼吸的氧氣並非永續存在!根據刊登於《自然地球科學》(Nature Geoscience)的一項突破性研究,日本東邦大學(Toho University)科學家尾崎和海(Kazumi Ozaki)與美國喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)科學家 克里斯托弗·萊因哈德(Christopher Reinhard)指出,地球富含氧氣的大氣層只是行星演化過程中的暫時現象。電腦模擬顯示,地球大氣中的氧氣有一天將面臨枯竭,導致所有依賴氧氣生存的生命都走向滅絕。
據The Economic Times報導,這項研究透過整合氣候動態、生物學及地球化學過程,建構出涵蓋大氣、海洋、陸地與生物互動的複雜模型,並進行超過40萬次的電腦模擬演算。研究團隊考量了太陽隨年齡增長而漸漸變亮、溫度上升的長期趨勢。
結果發現,太陽輻射增強會引發地表溫度升高,進而劇烈改變碳循環,使大氣中的二氧化碳濃度大幅下降。當二氧化碳過少時,植物、藻類與細菌的光合作用將難以繼續,最終將會引發全球性的大氣去氧作用(Deoxygenation)。
在氧氣消失之後,地球的大氣結構將發生不可逆的重組:大氣中的氧氣濃度將驟降至極低水平,而甲烷濃度則會飆升,導致需要氧氣化學作用維持的臭氧層完全瓦解。
少了臭氧層的保護,強烈的太陽紫外線將直接貫穿大氣層直擊地面,讓地表環境變得極度殘酷,屆時人類、動物以及絕大多數植物等需氧生物將全數滅絕。地球將倒退回約25億年前「大氧化事件」(Great Oxidation Event)之前的狀態,僅剩棲息於深海沉積物、沼澤等極端環境中的厭氧微生物能夠繼續生存。
這項研究不僅顛覆了人們對地球未來命運的認知,也重塑了全球天文學家尋找外星生命(Exoplanets)的方向。過去科學家在搜尋宜居行星時,大多將「氧氣」與「臭氧」視為判定是否存在生物的核心生物標誌(Biosignatures)。
然而,地球的歷史與未來皆證明,富氧大氣只是行星演化中的短暫篇章,沒有氧氣的環境依然能夠維持生命運作。未來天文學家在探索系外生命時,將不再把氧氣視為唯一的必要條件,並會開始納入更多無氧或低氧環境的生物標誌進行評估。

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