一项发表于《自然地球科学》的研究指出,地球上大多数需氧生物面临的终局,可能并不是太阳膨胀吞没地球,也不是陨石撞击,而是大气中的氧气在未来大幅衰退。研究团队推算,这个变化可能在约10亿年后出现,比太阳步入红巨星阶段的时间点早约40亿年。
这项研究由日本东邦大学与美国太空总署科研团队合作完成,并利用超级电脑模拟地球与太阳长期演化。研究认为,随着太阳持续老化,亮度与热量会逐步上升,进而改变地球大气与地表环境。
在这个过程中,地表岩石风化作用会加快,并持续消耗大气中的二氧化碳。一旦二氧化碳浓度降到过低水平,依赖二氧化碳进行光合作用的植物将难以维持生存,整个生态系统也会开始失衡。
研究指出,当植物无法继续大量制造氧气后,地球大气中的含氧水平将明显下滑。对人类及其他依赖氧气生存的生物而言,这意味着宜居环境最终会被改写;届时仍可能存活下来的,主要是适应无氧环境的微生物。
换句话说,真正让地球失去现有生命条件的,未必是一场瞬间发生的灾难,而可能是一场持续很久、但难以逆转的环境变化。地球不会突然“爆炸”,而是逐步走向高温、低氧、对复杂生命越来越不友善的状态。
这项推算也再次提醒,地球如今拥有富氧大气,并不是理所当然、也未必会一直持续。研究团队认为,地球适合复杂生命生存的“富氧阶段”,在整颗行星漫长寿命中,可能只占约20%至30%。
虽然约10亿年对人类文明来说仍是极其遥远的时间尺度,这项研究的现实意义并不在于制造末日恐慌,而是帮助科学界重新理解“宜居星球”的条件。对天文学家而言,判断一颗行星能否长期维持氧气与稳定生态系统,也将成为未来寻找外星生命的重要参考。
这类研究也反映出,决定一颗星球是否适合生命长期存在的,不只是有没有水或温度是否适中,还包括恒星演化、大气成分与地质循环是否能维持平衡。地球今天之所以适居,背后依赖的是一整套长期稳定运行的自然机制,而不是单一条件。

