一份研究認為,正如24億年前地球大氣含氧量極低一樣,再過10億年,地球大氣含氧量還會急劇降至以前的水平。了解地球的演化史有助於科學家探索系外星球,拓展對系外星球是否具有宜居環境、或是曾經宜居的認知。

研究人員認為,既然地球都經歷過這樣驚人的變化,系外行星很可能也會經歷類似的演化歷史。因此當科學家看到系外行星目前不具有宜居環境,不能排除那上面曾經有過繁榮的生命。

據新科學家(New Scientist)雜誌報道, 這份由日本東邦大學(Toho University)和美國佐治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)合作完成的研究,對地球的氣候、生物和地理系統建立模型,對地球未來的環境做出這樣的預測。

現在地球大氣中含氧量達21%,這對於地球上的生物圈,包括人類來說是非常理想的環境。

可是科學家發現,在大約24億年前,地球大氣層的含氧量曾經相當低,不適合人類生存。這份研究認為,未來地球大氣中含氧量還會再次降低到那樣的水平,低到只有不到1%的比例。

「我們發現富含氧氣的狀況不是地球大氣永久性的特徵。」主要研究員之一東邦大學的尾崎和(Kazumi Ozaki,音譯)說。

他們認為導致這個變化的主要原因是,隨著太陽的老化,溫度升高散發更多能量。

這將導致地球大氣內更多二氧化碳因吸收熱量而分解,使得二氧化碳含量太少無法支持生物的光合作用,導致大量需要光合作用的生物死亡,繼而使得大氣中氧氣含量急劇減少。合作研究員佐治亞理工學院的雷因哈德(Chris Reinhard)說:「那時氧氣驟減的程度很極端,將只剩下目前大氣含氧量的百萬分之一。」

研究還預測,那時候大氣中甲烷氣體的含量將顯著增加,達到目前水平的一萬倍。

研究人員估計,地球大氣從開始經歷這個變化到氧氣含量降至最低水平,只需一萬年的時間完成。尾崎和說:「地球上的生物圈將無法適應這樣急劇的環境變化。」他們估計到時候地球上將只有微生物才能生存。

這份研究3 月1 日發表於《自然‧地球科學》(Nature Geoscience)期刊。◇