30億年前地球沒有氧氣,生物是如何生存的?科學家終於搞明白了

宇宙有多大呢?答案是930億光年,而這還是目前科學家探測到的距離,這意味著,我們眼中已經浩瀚無比的宇宙,很可能只是真是宇宙的冰山一角。

地球在人類的眼裡非常大,在太陽系中也不是最小的,但是,如果將地球放在宇宙中,地球甚至渺小到直接就可以忽略了,從這一點也可以看出,我們眼中的地球,事實上並沒有我們想象中的那麼特別。

可是,就是這麼一個可以忽略到不計的地球,卻擔任起了孕育生命的重任,成為了目前已知的,宇宙中唯一的一顆生命星球,而且現代科學研究也發現,早期的地球上既沒有水,也麼有氧氣,為何還會有生命?它們是怎麼活下來的?

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地球歷史上的“黑暗時代”

在地質學上,科學家們將38億年前的地球,稱作“前太古代”,這一段的歷史,也是目前人類知之甚少的一個階段,研究認為,在地球的這段“黑暗時代”裡,生命還沒有形成,當然,地球上原始的海洋和陸地也都沒有出現。

我們都知道,地球大約誕生於46億年之前,早期的地球並不像今天這般非常宜居,它雖然處在宜居帶中,但是仍然是一個非常熾熱無比的大火球,表面上到處都是熔岩,而且大地震、火山噴發等也非常多,顯然,這個階段的地球甚至要比金星還要可怕。

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通過研究,科學家們認為事情的轉折點發生在大約38.4億年之前,這個階段的地球,經過了內太陽系最後一個階段的“狂轟濫炸”,大量彗星、小行星等為地球送來了水分子,同時,也讓地球逐漸穩定下來。

之後,地球上開始不停地下雨,原始海洋也在這個階段出現了,生命的種子,也開始在這個階段萌芽,在深海的“原始湯”中,最早的DNA和RNA混合物也出現了。

不過,這個時候的地球,仍然沒有氧氣,無論是海面還是深海,氧氣都不支援生命存在,甚至可以說,早期的地球生命都是厭氧生物,包括一直到今天為止,在地球一些極端惡劣的地方,也存在著厭氧生物的痕跡,它們的存在,也為科學家們解答了早期生命的生存之謎。

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智利沙漠中發現的厭氧生物

在智利的阿塔卡馬沙漠中,科學家們發現了一個低鹽湖泊,這裡最特別的一點是,湖泊裡沒有任何的氧氣,生活在其中的,是一種可以進行光合作用的微生物,它也是地球上最早的生命形式之一。

現代科學認為,大約35億年之前,微生物出現在地球上,那個時候的地球,還沒有迎來“大氧化時期”,所以,早期生命想要活下去,就需要通過其它的方式來獲取營養,在這個低鹽湖泊中,科學家們發現生活在這裡的原始生物們,竟然通過吸收砷元素,來完成自身的新陳代謝。

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這個發現也說明了另一個問題,或許在其它星球上,也有不需要氧氣的生物同樣以砷元素為食,並且以此來完成自身的能量補充和轉化。不過,考慮到地球上覆雜的生命形式,都是在地球上出現氧氣之後,所以,研究者認為,以砷元素作為食物的外星生物,即使存在,也是很難進化成高等生命的,或許演化幾十億年,仍然是一群非常原始的微生物。

那麼,既然早期的地球上都是厭氧生物,它們又是如何轉化成喜氧生物的呢?這就需要從另一種神奇的生物登場,開始說起了。

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神奇的藍細菌

氧氣對於地球生物來說,是必不可缺的生命元素,很多研究認為,這也是將人類困在地球上的原因之一,因為科學家們目前為止,還沒有在任何一顆系外行星上,發現和地球濃度差不多的,可供人類呼吸的氧氣,所以,人類如果想要移民太空,就需要先完成“造氧”計劃,讓外星球充滿氧氣。

那麼,既然早期地球上沒有氧氣,氧氣又是如何出現的?這與另一種神奇的生物有關,它就是藍細菌。大約30億年前,藍細菌出現在地球上,通過光合作用,它們大量吸收二氧化碳轉變為氧氣,伴隨著時間的推移,地球的大氣中氧氣濃度也不斷增加。

這個時候,大批厭氧生物死亡,地球生命也開始朝著喜氧生物的方向演化,當然,當藍細菌剛剛改變地球大氣結構的時候,地球也因此被凍住了上億年的時光,因為它們吸收了太多的溫室氣體,導致地球氣溫斷崖式下降,並且最終突破臨界點。

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長達3億年的“雪地地球”

通過地質考察研究,科學家們逐漸還原了地球的演化史,發現當藍細菌出現後,通過幾億年的世紀改變了地球的大氣結構,之後,大約在24億年前,地球進入到“雪地地球”時期,這個階段的地球,一共被冰封了3億年的時光。

當時地球上的生命也都基本上死絕了,只有在深海的熱泉口中,還有一些生命僥倖活了下來,等到後來地球復甦後,重新通過進化,為地球重塑了一個生機勃勃的世界。

根據研究顯示,當時地球的平均氣溫下降了大約70%,這也是地球演化史上,最可怕的一次冰期,那麼,後來這場冰期又是如何結束的呢?

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這就與地球的造山運動有關了。地球是一顆活躍的星球,它的內部不斷進行著各種運動,雖然會導致很多災難的發生,但是也在多次危急時刻拯救了地球。

大約21億年前,地球開始了造山運動,這個階段的地球開始不斷火山噴發,火山的熔岩導致了冰雪的融化,再加上地球本身就處在宜居帶中,也可以接收到足夠的太陽熱量,裡應外合之下,地球才終於解凍。

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幸運的是,在經過了這場3億年的冰期後,地球上的生命也終於從原核生物變成了真核生物,開始了更為複雜的演化之旅。

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