科学|研究表明宇宙有可呼吸的大气，地球并不是独一份
一项新的研究表明 ， 在类似地球这样古老的行星上 ， 可呼吸的大气可能不像我们想象的那么稀罕 。
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地球拥有适宜人类生存的大气 ， 大气是由于引力作用而环绕行星的气体圈层 ， 我们人类生活在地球大气的底部 ， 大气是人类生存的关键 。 大气为地球生命的繁衍 ， 人类的发展 ， 提供了理想的环境 。 它的状态和变化 ， 无时无刻不在影响着人类的活动与生存 。 一直以来 ， 人类在寻找除地球以外的系外行星投入了大量研究 ， 但是始终无果 ， 难道除了地球外 ， 就没有一颗行星可以像地球一样诞生适宜人类生存的大气吗？而这项最新研究彻底打破了这个传统观点 。
地球大气
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事实表明科幻小说也许是对的 ， 宇宙中可能有可呼吸的大气 。 在过去的几年里 ， 人们发现了大量的系外行星 。 至少在初步观察中 ， 其中一些星球处于我们所认为的“可居住区”地带 。 但其中有多少会有与地球相同的生命维持、富氧大气呢？地球花了很长时间才形成我们现在所享受的含氧大气 。 大约24亿年前 ， 我们的星球大气和海洋中的氧气还少得多 。 后来当一个重要的氧合事件发生时 ， 一切都改变了 ， 氧合事件造成了地球的三个变化 ， 这三个变化塑造了地球大气的雏形 。
氧合事件：三个变化
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地球氧合的三个变化模型被科学界广泛理解和接受 ， 该模型概述了地球历史上的三个主要变化 ， 每一个变化都通过增加氧气而实质性地改变了地球的大气层 。
这三件变化是：
一、24亿多年前的古元古代发生了巨大的氧化事件 。 在这种情况下 ， 生物产生的氧气积聚在海洋和大气中 ， 可能导致最初的大规模灭绝 。
二、新元古代的氧合事件见证了氧含量的急剧上升 ， 大约在5.4亿年前寒武纪爆发之前 。
三、古生代氧合事件发生在4亿年前 ， 氧含量已达到目前的21%左右 。
地球氧化的历史是复杂的 。 这不是一个线性的过程 。 起初 ， 氧气是由生命形式产生的副产品 ， 大部分被地壳吸收 。 氧具有高度的活性 ， 它与其他元素形成各种化合物并被锁在地壳中 。 特别是 ， 它与铁反应生成地质记录中的氧化铁 ， 这是氧气进入大气层时最重要的标志之一 。 比如澳大利亚的带状铁质地层 ， 科学界认为这些物质是在地球大氧合事件期间随着氧气的释放在海水中形成的 。 `
不过 ， 围绕这一模式有很多争论 。 根据对该模型的一种理解 ， 海洋中的光合细菌产生了大量的早期氧气 。 几亿年后 ， 陆地上的行星出现 ， 再次提高了氧气的含量 。 也有证据表明板块构造和大规模火山爆发起了作用 。 这个模式意味着创造一个富氧世界需要一定程度的运气 。 如果一次火山喷发没有发生 ， 或者某种生物没有进化 ， 那么氧气可能会停滞在低水平上 。 但是幸运的是我们拥有了正确的微生物和板块构造 ， 它们都是30亿年前建立起来的 ， 我们达到现在的氧气水平只是时间问题 ， 不管火山和陆地植物有没有发生变化 。
正如研究表明 ， 导致地球氧化的不是外力 ， 而是一系列涉及全球磷、碳和氧循环的内部反馈 。 事实上 ， 这些内部机制是产生地质记录中观察到的三个变化的关键！
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这是显微镜下的蓝藻 ， 科学家认为是他们推动了这一伟大的氧合事件 。 但是他们是怎么得出这个结论的呢？
据了解科学家使用了一个已经建立的海洋生物地球化学模型并对其进行了修改 。 他们将这个模型应用于地球的所有历史 ， 发现它自己产生了三个主要的氧合事件 。 这项研究真正检验了我们对地球如何变得富氧 ， 从而能够支持智慧生命的理解 。
研究突破：系外行星的宜居性
目前地球氧合历史事件背后的主导思想依赖于两大类事件来解释 。 一个是生命形式中产生氧气的主要进化发展 。 基本上是“生物革命” ， 生命形式变得越来越复杂 ， 并创造了富氧环境 。 第二类是构造革命：构造活动的戏剧性和特殊的增加 ， 包括显著的火山活动 ， 它改变了地壳并导致更高的氧气水平 。 根据公认的观点 ， 重要的火山事件是产生地球今天富氧大气的必要条件 。 但一项新的研究表明 ， 它们并不必要条件 。
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关于这两个事件的确切性质 ， 有很多争论 ， 但是这项新的研究给了科学家更多的思考 。 新的研究指出磷、碳和氧之间的反馈循环 ， 而不是依靠地质记录中可以精确定位的“逐步”事件来解释氧化作用 。 研究还表明氧合是不可避免的 ， 科学家的模型表明 ， 一旦产生氧气的微生物进化 ， 地球的氧合就能够维持复杂的生命 。
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【科学|研究表明宇宙有可呼吸的大气，地球并不是独一份】这种新模式的核心是海洋磷循环 。 这种转变是由海洋磷循环对氧含量变化的反应方式以及这种变化对光合作用（光合作用需要磷）的影响所驱动的 。 研究表明 ， 全球磷、碳和氧循环之间的关系是了解地球氧合历史的基础 。 这将有助于我们更好地理解一个系外星球的宜居性 ， 事实上 ， 科学家通过苔丝凌日卫星已经发现不少类似地球大气的行星 ， 而这项研究进一步提高了一些系外行星宜居的希望 。
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