只位于宜居带是不够的,25亿年前地球发生了1件大事!才让生命繁荣至今
人们通常讲的宜居带,是指行星距离母恒星的距离,恰好能够让行星表面的温度维持液态水的存在。
在太阳系内这个距离,是金星和火星之间的地带,而地球恰好位于这一个地带的中央。科学家们寻找外星生命的时候,也会寻找这样一个宜居带是否存在行星。
目前人类发现的位于宜居带的行星有好多颗,它们上面都有可能有液态水,但是要做到像地球上面这么具有丰富的生命物种,以至于诞生人类这样的智慧生命,需要极其苛刻的条件。
而构成地球上生命繁荣基础的最后一个条件。在地球诞生以后20多亿年的时间里才出现,这个重大的历史事件发生在25亿年前。
》地球诞生之初,大气的成分和木星的类似,主要成分是氢和氦,因为这是宇宙中丰度最高的元素。
由于氢元素和氦元素非常轻,在灼热太阳风的照射下以及原始地球热量的驱动下,大量的逃离了地球的引力场范围,扩散到宇宙空间。最后被木星、土星这样的巨型气态行星收入囊中。
》大部分氢和氦被吹走后,接管地球大气层的是火山喷发出的气体。
早期的地球非常热,火山活动比今天活跃得多。
早期地球的热量来自于两个方面,一方面是大量的陨石和星际尘埃掉落在地表,引力势能转化为热能;另一方面是地球内部的放射性元素衰变释放出来的热量。
这一时期的地壳非常的薄,来自于地幔的岩浆很容易冲出地表。
火山喷出的气体主要成分是水蒸气,二氧化碳和二氧化硫,这些气体的成分从古到今都几乎没有改变过。除此以外,还有少量的一氧化碳,氮气和氨气。
这些气体组成了远古时代的第2代大气成分。这个时候地球位于宜居带的优势就显现了,火山喷出的水蒸气凝结变成水,汇集在地壳的低洼地带,形成了最原始的海洋。
原始的海洋开始大量溶解二氧化碳,使大气中的二氧化碳慢慢的降低。这个过程一直持续到今天,海洋一直持续的调节着地球的二氧化碳。
空气中的二氧化硫与水分子结合形成亚硫酸,伴随着降雨又落到了地面,与地面的各种矿物结合以后,随着地质的运动被收入地壳当中。
空气里的氨气在阳光的照射下分解成氮气和氢气。
氮喜欢以气体的形式存在,很难与一般的元素进行化合反应,并且在太阳的光照下非常稳定
,经过漫长的积累,氮气成为大气中最丰富的气体。
这个时候地球上的大气成分除了缺少氧以外,已经开始接近于现代大气的成分。
》35亿年前,地球上有两种藻类,一种是蓝藻,一种是红藻。
它们都可以进行光合作用,蓝藻吸收红光反射蓝绿光,所以是蓝色。红藻吸收蓝绿光,反射红光。
早期的地球大气比较薄,各种光都很容易抵达地面。蓝绿光的波长比较短,能量比较高,进行光合作用的效率会更高。所以那一时期红藻占据了地球上海洋的大部分,整个海洋一片紫红色。
蓝藻和红藻的光合作用持续了10亿年,到25亿年前,蓝藻开始爆发,取代了红藻的支配地位。
因为蓝藻所依赖的红光波长长,穿透力比较强,所以蓝藻可以生活在表层海水,也可以生活在较深的水中。它们的总数量远远的超过了红藻。
蓝藻的光合作用释放出来的氧气,使地球上的氧含量急剧增加。
这一事件被称为大氧化事件!
24亿年前地球上的铁矿石主要以黄铁矿的形式存在。而大气层氧气含量的突然增加,使黄铁矿被氧化成三氧化二铁,变成了现在炼铁最常用的红色铁矿。这些红色铁矿沉积在砂岩、粉岩和页岩中。成为大氧化事件的最直接地质证据。
正是因为有了这次大氧化事件,使生命向更高形式的进化成为了可能。多细胞的动植物开始繁荣。
到显生宙(5.42亿年前),氧气在陆地植物的帮助下达到了现代水平。在过去的5亿年里,氧气水平上下波动,在石炭纪达到了35%的高点;而今天,氧气水平为21%。
》地球的金属液体外核围绕其金属固体内核旋转,产生一个巨大的磁场,将地球包裹起来。
地球强大的磁层对保护我们的现代大气至关重要。如果没有它的英勇努力,我们宝贵的氧气也会被太阳风吹走。
地球上诞生生命,并繁荣至今,需要宜居带、水、大氧化事件、以及地磁场。由此可见,像地球这样的星球,在宇宙中间是多么的难得。