我们可能严重低估了早期地球的恶劣环境 by DAVID NIELD

我们可能严重低估了早期地球的恶劣环境 by DAVID NIELD

科学家们一直在做一些伟大的工作,在回顾数十亿年前的时候,想要弄清楚古代地球是什么样子的,一项新的研究表明,我们星球上最早的条件可能比最初想象的更恶劣。

特别是,研究人员现在认为,我们低估了太阳到达地球表面的紫外线辐射水平——在某些时期,这些辐射水平可能比之前认为的高10倍。

研究的重点是过去24亿年的历史,自大氧化事件(GOE)以来,大气和海洋中的氧气含量首次从几乎为零开始上升。这些新发现不仅让我们对地球的历史有了更多的了解,还能提高我们对其他行星大气的了解。

英国利兹大学的天体物理学家格雷戈里·库克说:“我们知道,如果生命暴露在过多的紫外线辐射下,会产生灾难性的影响。”“例如,它可能导致人类皮肤癌。一些生物体有有效的防御机制,许多生物体可以修复紫外线辐射造成的损害。”

“虽然大量的紫外线辐射不会阻止生命的出现或进化,但它可以作为一种选择压力,更好地应对大量紫外线辐射的生物体获得了优势。”

研究人员认为,更强的紫外线辐射可能是由于吸收辐射的臭氧层变弱而袭击地球的。我们大气中臭氧的数量取决于许多因素和化学反应,但氧气水平在臭氧的形成中起着主要作用。

以前,人们认为大气中氧气含量约为今天水平的1%,就能产生足够的臭氧来阻挡有害的紫外线辐射。现在,利用先进的计算机气候模拟,研究小组表明,关键的氧气水平可能更接近5%到10%。

我们可能严重低估了早期地球的恶劣环境 by DAVID NIELD

换句话说,在过去24亿年间的很长一段时间里,当我们认为周围有足够的臭氧来显著阻挡紫外线时,情况可能并非如此。正如研究人员解释的那样,这对地球上的生命产生了连锁反应,甚至对哪些生物可以繁荣发展产生了影响。

如果我们的模型能反映地球氧化史上的大气状况,那么在超过10亿年的时间里,地球可能沐浴在比之前认为的更强烈的紫外线中,”库克说。“这可能对生命的进化产生了令人着迷的影响。”

研究人员说,紫外线辐射水平的增加可能导致了各个时代至少一次的大规模灭绝,这与之前一些研究的结果相吻合。

这种类型的辐射有可能在分子水平上造成损害和破坏,这项新研究的作者呼吁重新审视地球大气中臭氧水平的时间线。需要考虑多种因素,包括不断变化的太阳光度。

大约4亿年前,大气中的氧气水平达到了现代的标准,更复杂的生命形式开始进化,导致了今天地球上广泛的生物多样性。

目前还不清楚动物是什么时候出现的,也不知道它们在海洋或陆地上遇到了什么情况。

然而,根据氧气浓度的不同,动物和植物可能会面临比当今世界更为严酷的环境。我们希望我们的研究结果对进化的影响能够在未来得到全面的探索。”

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页面更新:2024-03-08

标签:库克   地球   生物体   臭氧   研究人员   紫外线   氧气   恶劣   大气   水平   生命   环境

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