要是地球沒了氧氣，人類該如何生存？最新研究發現，地球大氣中的氧氣並非取之不盡，其「供氧期限」恐怕比過去預期的還要早出許多，目前推估10億年後，地球將「快速去氧化」，重回25億年前被厭氧生物主宰的原始世界。
電腦模擬40萬次 太陽老化引爆「骨牌效應」
一份刊登於權威期刊《自然地球科學》（Nature Geoscience）的最新研究指出，地球富含氧氣的大氣層壽命大約只剩下10億年（約10.8億年±1.4億年）。過去科學界普遍認為，隨太陽老化、亮度逐步增加，地球氣溫將在約20億年後攀升至生物無法承受的極限，加上二氧化碳枯竭，生物圈才會走向終結。
但究竟大氣中的氧氣何時會耗盡？過程又是如何發生？一直缺乏具體的科學模型推估。為解開謎題，日本東邦大學助理教授尾崎和海（Kazumi Ozaki）與美國喬治亞理工學院副教授克里斯多福・萊因哈特（Christopher Reinhard）聯手建立了一套整合氣候與生物地球化學循環的精密地球系統模型。
由於漫長地質歲月中的演變充滿變數，研究團隊採用隨機變數方法，在調整不同環境參數下，讓超級電腦模擬了超過40萬次。結果一致顯示，富氧大氣的壽命僅剩約10億年左右，終結速度遠比預期來得快。
研究指出，隨太陽逐漸變亮變熱，地表「碳酸鹽－矽酸鹽循環」將加速消耗大氣中的二氧化碳。當二氧化碳濃度降至臨界點，植物與光合作用生物將因「原料不足」相繼滅絕。失去光合作用來源後，大氣中的氧氣將在短時間斷崖式崩跌，引發「大氣去氧作用」。
臭氧層崩解、甲烷瀰漫 地球倒退回25億年前
尾崎表示，「大氧化事件後的地球大氣特徵，將轉變為高濃度甲烷、低二氧化碳，而且完全沒有臭氧層保護。屆時的地球系統，將只屬於能夠在極端無氧環境中生存的厭氧微生物。」
在約25億年前，地球曾發生單細胞生物引發的「大氧化事件」，才孕育出如今複雜的多細胞動植物生態。但是10億年後，致命的紫外線將直接炙烤地表，高濃度的甲烷籠罩天空，大氣將倒退回生命演化最初期的無氧狀態，以氧氣為生的所有生命只能遺憾淘汰。
尋找外星生命 科學家：別再只盯著「氧氣」
長久以來，天文學家在觀測太陽系外的「類地行星」時，總將大氣層中的「氧氣」與其副產物「臭氧」視為判定該行星是否存在生命的最關鍵生物特徵。但這項研究揭示，「富氧大氣」在地球生命史中並非永恆，只佔整個宜居歷史的20%至30%。
換言之，若有外星文明拿著望遠鏡觀測地球，在地球漫長的歷史中，有高達七、八成以上的時間只會看見一個「沒有氧氣」的荒蕪星球，進而誤判地球不存在生命。研究團隊強調，這項發現提醒人類，未來在深空探索外星生命時，必須將「低氧」甚至是「無氧」環境的生物特徵納入考量，才不會與真正的外星生命擦肩而過。
《BBC Sky at Night Magazine》、《EurekAlert!》
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