新研究發現在大約10億年後地球大氣層將迅速失去大部分氧氣
（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：今天，氧氣約占地球大氣層的21%。它富含氧氣的特性對於像人類這樣需要這種氣體才能生存的大型複雜生物來說，是理想的選擇。但在地球曆史的早期，氧氣含量要低得多，而且在遙遠的未來，氧氣含量可能會再次降低。
日本船橋東洋大學的小崎和美和亞特蘭大佐治亞理工學院的克裏斯-萊因哈德模擬了地球的氣候、生物和地質係統，以預測地球上的大氣狀況將如何變化。研究人員表示，地球大氣層將在未來10億年內保持高水平的氧氣，然後急劇恢複到低水平，讓人聯想到大約24億年前所謂的大氧化事件之前的水平。
這種轉變的一個核心原因是，隨著我們的太陽老化，它將變得更熱，釋放出更多的能量。研究人員計算出，這將導致大氣中二氧化碳的數量減少，因為二氧化碳會吸收熱量，然後分解。Ozaki和Reinhard估計，在10億年後，二氧化碳水平將變得如此之低，以至於光合作用生物，包括植物將無法生存和產生氧氣。這些光合生物的大量滅絕將是氧氣大量減少的主要原因。
研究人員還估計，大氣中的甲烷將同時增加，達到今天大氣量的1萬倍之多。一旦地球大氣層的變化開始發生，它們將迅速發展。該團隊的計算表明，大氣層可能在短短1萬年左右的時間裏失去氧氣。之後，地球上的生命將隻剩下微生物，一個目前許多厭氧菌和原始細菌躲在暗處的世界又將接管地球。陸地生物將不複存在，水生生物也將不複存在。臭氧層將消耗殆盡，使地球和海洋暴露在高濃度的紫外線和太陽燃燒產生的熱量之下。
這項研究是作為美國宇航局對行星宜居性研究項目的一部分進行的，其預測對尋找其他行星上的生命有影響。含氧的生物特征通常被用來識別宜居行星。氧氣，以其多種形式存在，是一個非常重要的生物信號，因為它與地球上的生命交織在一起。但新的預測表明，氧氣的存在是可變的，可能在一個可居住的星球上不是永久性的。
這表明，即使對於其他恒星周圍與地球非常相似的行星來說，在它們的大氣層中也可能檢測不到大量的氧氣，即使它們能夠支持或已經支持了複雜的生命，在行星周圍沒有檢測到氧氣並不意味著它們不適合居住。Ozaki和Reinhard建議，可以用其他生物特征代替氧氣來尋找外星生命。例如，行星大氣中的碳氫化合物霧氣可能會提供更持久的外星生命特征。
相關報道：科學家計算地球大氣中氧氣的“壽命”
（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：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。
富含氧氣的大氣層是地球的定義特征之一，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。
該團隊對地球的係統進行了模擬，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係統，但這些新的模型比平時更加複雜。
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隻有現在大氣層水平的百分之一。
根據模型，導致這種脫氧的主要原因是太陽。隨著年齡的增長，我們的母星預計將變亮變熱，這將提高地球表麵溫度，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著驚人的相似性。畢竟，即使地球並不總是那麽宜居的地方。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複雜起來。由於氧氣與地球上的生命有著千絲萬縷的聯係，天文學家長期以來一直認為它是一種有用的特征，可以在係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，氧氣可能隻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著這種霧氣。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》雜誌上。
相關報道：十億年後的地球會有很大的不同 大氣層將僅含有極少的氧氣
（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：科學家說，在非常遙遠的未來，大約10億年後，地球的大氣層將僅含有極少的氧氣，這將使地球不適合複雜的有氧生命居住。今天我們的大氣層含氧量約為21%，這種富含氧氣的特性使其成為像人這樣的大型複雜生物的理想環境。在地球遙遠的過去，地球的氧氣含量要低得多，科學家們認為，在遙遠的未來也可能出現類似的低氧含量。
來自Toho大學的研究人員Kazumi Ozaki和來自佐治亞理工學院的Chris Reinhard對地球的氣候、生物和地質係統進行了建模，以了解未來的條件將如何變化。他們的研究發現，在未來10億年內，地球大氣層的氧氣含量會很高，然後會急劇恢複到類似於大約24億年前發生的所謂大氧化事件之前的低水平。
研究人員表示，他們發現我們星球上富含氧氣的大氣層並不是一個永久的特征。他們預計氧氣水平變化的一個主要原因是，隨著太陽的老化，它變得更熱，釋放出更多的能量。預計這將促使大氣中二氧化碳的數量減少，因為它吸收熱量並分解。
據計算估計，在10億年內，地球的二氧化碳含量將變得如此之低，以至於植物等光合作用生物將無法生存，繼而無法產生氧氣，光合生物的大量滅絕將是地球上氧氣大量減少的主要因素。
Reinhard認為，地球上氧氣的下降將是極端的，大約比現在少100萬倍。同時，甲烷的含量將急劇增加，約為今天大氣中甲烷含量的1萬倍，從富氧到缺氧的變化據信將在大約1萬年內發生。