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地球上的水教案
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你可能喜欢地球生命还能存在多久？|地球_科学探索_新浪科技_新浪网
地球生命还能存在多久？
　　新浪科技讯 北京时间3月30日消息，据国外媒体报道，所有生命都有消亡的一天，地球上的生命也是如此。消亡之日终会到来，但问题是，在那一天到来之前，我们还剩下多少时间呢？
　　化石记录显示，地球已经有35亿年历史了。这段时间里，地球曾被冰冻过、被陨石撞击过、被有毒物质污染过、甚至被致命辐射照射过。显然，要想完全摧毁这颗行星，并不是件容易的事情。
　　但仍有许许多多潜在的危险威胁着我们的星球。到底是什么样的灾难，会最终将地球变成一个寸草不生的世界呢？
　　火山爆发
　　预测时间：0~1亿年内？不确定
　　地球上的生命离完全灭绝最近的一次，大概是两亿五千万年以前的二叠纪末大灭绝。那次事件造成了百分之八十五的生命从地球上消失，海洋中则有百分之九十五的生命灭绝。
　　没人能确定当时到底发生了什么，但考虑到当时的火山活动十分活跃，这样的事情似乎并不是巧合。今天，我们会为黄石这样的超级火山喷发感到担心。但和两亿五千万年前的那次火山爆发相比，那就是小巫见大巫了。
　　那时，西伯利亚的火山活动规模十分庞大，持续的时间也很长，火山灰形成了一片有八个英国那么大的区域。这么大规模的火山爆发极其罕见，但绝不是天方夜谭。
　　挪威奥斯陆大学的亨里克·斯文森（Henrik Svensen）表示，我们不知道这样的灾难什么时候会再次降临到地球上。在两亿年之前、一亿八千万年前和六千五百万年前，也发生过类似规模的火山爆发事件，可见规律性并不强。但可以肯定的是，这样的事情总会再度发生的。而当它真的发生的时候，问题就变成了，它会带来什么样的后果。
　　斯文森的研究表明，超级火山爆发导致物种灭绝的能力取决于火山爆发的地理位置。他之所以得出这样的结论，是因为两亿五千万年前的那次火山爆发也许并不是大规模物种灭绝的直接罪魁祸首。真正害死它们的，也许是盐。西伯利亚的盐储量十分丰富。而斯文森认为，在被火山活动带来的热量烘烤之后，这些盐会释放出大量破坏臭氧层的物质。因此，地球上的物种不得不面临有害的宇宙射线的照射，大多数生物也因此灭绝。
　　坏消息是，目前地球上仍有大量的盐。“东西伯利亚是地球上盐储量最丰富的地区之一，”斯文森说，“巴西的近海地区也有许多盐。”
　　倘若上述地区发生了大规模的火山爆发，许多物种便会随之灭绝。但不大可能所有生物都消失殆尽，毕竟，在二叠纪末大灭绝时，尽管物种大量死亡，但像细菌这样的单细胞生物却安然无恙地挺了过来。
　　小行星撞击
　　预测时间：四亿五千万年之内？
　　当今世界里，恐龙和小行星的宿怨似乎已经成了常识。既然一颗巨大的小行星造成了世界上最大的动物——恐龙的灭绝，如果再来一颗的话，会造成地球上所有的生命消亡吗？
　　和上一个问题类似，这同样取决于小行星撞击地球的位置。我们知道，地球也曾遭到过几次大型小行星的袭击，但它们似乎并未造成大规模的物种灭绝。
　　加拿大曼尼古根陨石坑（The Manicouagan crater）是世界上最大的陨石坑之一，它是一次发生在两亿一千五百万年前的陨石撞击的产物。但化石记录显示，那次撞击并未造成和恐龙灭绝规模一样大的物种灭绝。这也许是因为，该陨石坑是在惰性结晶岩上形成的。而与之相反的是，如果陨石撞上了易挥发的沉积岩，就会将大量容易引起气候变化的气体释放到大气中，从而引发全球性的大规模物种灭绝。
　　好消息是，像恐龙灭绝那样的物种灭绝事件是极其罕见的。和那次一样大的小行星大约每5亿年才会撞击地球一次。
　　但即便真发生了这样的事情，大规模物种灭绝也不可能变成物种的完全消亡。除非地球被比小行星更大的星体击中——比如一颗流浪行星——才有可能发生这样的悲剧。
　　而在此之前或许也曾发生过这样的先例。有些科学家认为，地球在形成之初，便被一颗流浪的行星击中过，撞击的碎片则形成了月球。“在拉斯·冯·提尔的电影上映之后，我们将这种说法称为‘忧郁症假说’。”尽管如此，发生这种事的几率仍然是非常小的。（《忧郁症》，2011年上映电影）
　　地核停转
　　预测时间：3亿~4亿年内
　　针对这一假说，我们可以借鉴2003年上映的电影《地心抢险记》（The Core）。这部电影讲述的是，地核因为不知名的原因忽然停止了转动，美国政府随即展开计划，钻入地心，让地核重新转动起来——因为如果地核停转的话，地球的磁场就会消失，一切生命都将受到威胁。
　　《地心抢险记》讲的大多是胡话，一直饱受科学家指责。但它讲的也并不都是错的。有些研究人员的确认为，地球的磁场会使太阳发射的电离粒子偏离方向，防止它们侵蚀地球大气层。若此言为真，磁场一旦消失，大气层也会随之消失，生命也就不复存在。
　　火星可能就有过类似的经历。而火星或许一度比现在要宜居得多。
　　1997年，加州理工学院的约瑟夫·科奇文克（Joseph Kirschvink）和同事找到了一些证据，说明火星也曾有过磁场，但后来又消失了。“火星的磁场大约在37亿年前消失，从那时起，它便一直保持着现在这种冰封的状态。”科奇文克说道。
　　你也许听人说过，地球的磁场正在逐渐减弱。但无须担心，这是因为地磁场正在调转方向，而不是渐渐消失。大约每隔几百万年，地球的磁场方向就会翻转一次。
　　“地磁场方向的改变并不代表着地磁场的消失。”英国利物浦大学的理查德·霍尔姆（Richard Holme）说道。他还表示，地磁场方向的改变会对磁场产生一些奇怪的作用，但不会“对生物造成严重影响”。
　　那么，地球磁场最终有可能完全消失吗？剑桥大学的理查德·哈里森（Richard Harrison）认为，至少短时间内是不可能的。
　　这是因为，要发生这样的事情，地核必须完全成为固态才行。而目前，只有内地核才是固态的，外地核则是液态。“内地核每年仅变厚1毫米，”哈里森说道，“而液态的外地核厚达2300千米。”
　　伽马射线爆发
　　预测时间：50万年之内，一颗名叫WR 104的恒星很可能会造成一次伽马射线爆发，但很可能避开地球
　　我们在宇宙中是一叶孤舟吗？如果不是的话，我们为什么还没有和外星文明取得联系呢？也许我们可以把过错归到另一个致命因素上——大规模的伽马射线爆发（GRBs）。
　　伽马射线爆发是由星体大爆炸导致的，比如说，当一颗巨大的恒星爆炸时，或者两颗恒星相撞时，就会释放出大量伽马射线。从理论上来说，长时间的伽马射线爆发会使地球臭氧层瓦解，导致地球上的生物直接暴露在致命的紫外线照射之下。
　　2014年，西班牙巴塞罗那大学的劳尔·西门内斯（Raul Jimenez）和以色列耶路撒冷希伯来大学（Hebrew University）的茨维·皮兰（Tsvi Piran）共同进行了一项研究，认为宇宙中有许多区域经常产生伽马射线爆发，因此不适宜生命存在。但地球所在的区域也许并没有这一困扰。伽马射线爆发通常发生在星系中央地带，或是恒星密集的区域，而地球这两点都不符合。
　　“现在地球上之所以存在生命，是因为地球还没遇到过长时间的伽马射线爆发，而如果真的遇上了的话，那将会导致所有物种一并消亡，”西门内斯说道，“如果地球比现在更接近银河系中央的话，生命也许就不复存在了。”
　　他们认为，地球也许偶尔受到过伽马射线爆发的影响，并在化石记录中留下过蛛丝马迹。约四亿四千万年以前，地球上发生了奥陶纪志留纪物种大灭绝，造成许多物质消失，而科学家认为，正是伽马射线爆发导致了这一事件的发生。
　　但即便真是这样，地球上的生物也不大可能因为伽马射线爆发而全部消亡。虽然不断有人发出警告，认为致命的伽马射线爆发总有一天会导致所有物种灭绝，但近距离内，还没有哪颗恒星可以对我们造成这样的威胁。
　　更振奋人心的消息是，伽马射线爆发的几率正在不断减小。伊利诺伊州费米实验室的詹姆斯·安尼斯（James Annis）对相关数据进行了研究，估算出每十亿年之内，每个星系只需遭受5至50次伽马射线爆发。而银河系何其广阔，这样的事件发生在地球附近的几率实在是微乎其微。
　　就算哪次不走寻常路的伽马射线爆发当真击中了地球，安尼斯也认为，它不可能除去地球上所有的生物，因为海水本身就是绝佳的防辐射利器。“我不相信伽马射线会将所有海洋生物赶尽杀绝，”他说，“我也很难相信它会造成海水鱼类的大规模灭绝。我认为伽马射线爆发会杀光地表生物和体型较大的浅海生物，就像是沿着和生物演变相反的方向进行。”
　　当然了，人类到时肯定将不复存在，但还会有其它形式的生命继续繁衍下去。
　　四处乱窜的恒星
　　预测时间：可能接下来的一百万年内就会发生
　　数十亿年以来，太阳系中的行星们都在各自的轨道上稳定地运转。但倘若有另一颗恒星从附近路过呢？这听上去似乎不可思议，但2015年2月，纽约罗切斯特大学一支由埃里克·玛玛杰克（Eric Mamajek）带领的研究团队宣布，这一事件的确发生过——而且令人惊奇的是，就是在“不久之前”发生的。
　　仅仅7万年以前，即地球上的物种开始走出非洲的时候，一颗名为肖尔茨星（Scholz’s star）的红矮星从太阳系外围擦肩而过。它穿过了一片名为奥尔特云（Oort cloud）的地区，那里稀疏地分布着一些细小的冰块，离太阳系行星相隔甚远。
　　这并不是第一颗从太阳系穿行而过的恒星，也不会是最后一颗。科学家们预计，在接下来的几百万年间，还会有几颗游离的恒星掠过太阳系。
　　同样是在2015年2月，德国海德堡麦克斯·普朗克天文研究所的科尔林·贝勒·琼斯强调，有两颗恒星必须引起我们的关注。Hip 85605在24万年至47万年间可能接近地球，GL 710则会在130万年之内来到我们附近。玛玛杰克表示，GL 710“比肖尔茨星稍大一点儿”，但离我们的距离更远。尽管如此，GL 710或Hip 85605到底有没有可能对地球上的生物造成威胁呢？
　　用三个字来回答，“不可能”。“仅有一颗恒星从奥尔特云中穿了过去，这并不能说明地球已经危在旦夕。”贝勒·琼斯说道。
　　这几颗恒星都可能导致奥尔特云中的细小天体飞向地球。但就像我们已经知道的那样，就算它们真的击中了地球，也不太可能导致所有生物灭亡。
　　从理论上来说，如果某颗较大的游离恒星在穿过奥尔特云时变成了超新星的话，我们倒有理由感到惊慌，因为它会向太阳系内部发射致命的伽马射线。“超新星离得越近，电离辐射就越强。离我们的距离近10倍，辐射剂量可以大上100倍。”贝勒·琼斯说道，“这已经足够造成大规模伤亡了。”但他还表示，这种“完美风暴”发生的可能性是微乎其微的。
　　如果一颗游离的恒星从太阳系内部穿过，造成的危害也会大许多，但这种事发生的几率同样极小。“我们目前还不知道有哪颗恒星会进入太阳系内部。”贝勒·琼斯表示。因为太阳系太小了：从地球到太阳的距离只有从地球到奥尔特云边缘距离的五万分之一。
　　研究人员能找出无数种可能对地球造成威胁的因素。2015年2月似乎是收获颇丰的一月：另外一项研究认为，我们应当对银河系中的“暗物质”保持警惕。但玛玛杰克认为，我们对暗物质所知甚少，因此完全没必要担心。“我们不知道暗物质粒子到底是什么，也不知道它们湮灭并产生能量的形式是什么。”
　　实际上，综合这么多研究来看，最有用的信息应当是，在接下来的数十亿年里，不会有什么太阳系外的威胁造成地球上全部物种的死亡。“地球上肯定有一些物种，能挺过几乎所有的大型灾难。”玛玛杰克说道。
　　唯有生命本身值得畏惧
　　预测时间：5亿年内
　　然而，有那么一种毁灭性的力量，很可能造成所有物种的消亡。距西雅图华盛顿大学的皮特·沃德（Peter Ward）称，生命最大的威胁或许就来自于生命本身。
　　他将这一理论称为“美狄亚假说”（Medea hypothesis）。这一命名是为了向著名的盖娅假说（Gaia hypothesis）致敬。盖娅是希腊神话中的大地女神，盖娅假说认为，是地球上的生命自身使得地球适于生存。而美狄亚则是希腊神话中一名杀害了自己的子女的人物。沃尔德认为，地球历史上许多次大规模物种灭绝，都是由生物自身导致的。
　　比如说，约23亿年前，新型光合生物向大气中释放了大量氧气。而此前地球上从未有过游离状态的氧气，因此微生物们难以适应，发生了大规模灭绝。
　　接着，四亿五千万年前，陆地植物首次出现。植物根系扎破了岩床，加快了岩床中的矿物质与空气中的二氧化碳发生的化学反应。这使大气中的二氧化碳被“固定”住，减轻了温室效应，结果导致了冰河时期的到来。
　　沃德表示，在遥远的未来，这些事件会对地球产生极其严重的影响。随着太阳年龄不断增加，太阳的温度也在上升，导致地球温度上升。这意味着，岩石与大气中的二氧化碳的反应会加快——植物的根系也会加快这一进程。
　　久而久之，大气中的二氧化碳被消耗殆尽，植物也就无法进行光合作用。随着植物的灭亡，动物也活不长了。沃德认为，这一系列事件都会在不远的将来发生，也许就在5亿年之内。
　　到时，地球上还有微生物，但它们也将变得非常脆弱。“如果地球上只剩下少数微生物，而且没有坚强的生态系统，物理上的干扰就会造成大规模的物种灭绝。”沃德说道。
　　沃德表示，类似于阿加莎·克里斯蒂1934年发表的小说《东方快车谋杀案》中所描写的案件，要想除去地球上所有的生物，也许需要几名“凶手”同时动手。“它们的规模可能很大，甚至是像地核停转那样的超大规模事件。总之，单个因素是不可能导致所有生物灭绝的。”但如果在地球上的生物大量减少之后，又有一颗巨大的小行星或者伽马射线爆发袭击地球，大规模灭绝就可能接踵而至了。
　　搜寻地外生物的科学家也认为，地球很可能在自己的灭绝中占有一席之地。
　　太阳膨胀
　　预测时间：10亿年至75亿年之间
　　如果上述事件均未发生的话，太阳迟早会把我们干掉。我们的恒星将我们笼罩在它的光芒之下，并为几乎所有地球生物提供生命所需的能量。但它并不会永远这么友好下去。
　　我们已经观察到，太阳的温度在不断升高。它迟早会变得超级热，导致地球上的海水全部蒸发，并引发无法掌控的温室效应，使地球温度急剧上升。这一进程将在约10亿年后开始，除了最最顽强的微生物之外，其它生物都在劫难逃。
　　但还不止这样。约50亿年之后，太阳会开始膨胀，成为红巨星。75亿年后，它的边界将越过地球现在所在的位置。也就是说，膨胀的太阳会将地球吞噬掉，毁灭掉。
　　也有理论认为，地球或许能逃过一劫。随着太阳体积膨胀，它的质量也将随之下降，因此地球和太阳之间的距离会变大。但从2008年进行的计算来看，这还不足以拯救我们的星球。
　　倘若真是这样的话，唯一的希望就在于人类自身了。如果到时还有人类存活，他们的科技也许能让他们将地球移到安全的地方去。否则，地球上的生命最多也就能活75亿年了。（叶怡萱）
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地球上最像外星的地方，据说只有100多个中国人去过。
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