地球何时会耗尽氧气？“比我们想像的还早”

人类很难想像没有氧气的地球，但科学家透过电脑模型推算发现，地球的富氧大气层并不会永久存在，约10亿年后便可能发生“快速去氧化”，届时地球将回到类似25亿年前“大氧化事件”发生前的状态，只剩厌氧生物能够生存。

日本东邦大学助理教授尾崎和海（Kazumi Ozaki）与美国乔治亚理工学院副教授克里斯多福．莱因哈德（Christopher Reinhard），在电脑中建立地球模型，模拟未来的气候及生物化学变化。相关研究发表于《自然—地球科学》（Nature Geoscience）期刊。

过去科学界认为，地球生命可能因气候变迁、二氧化碳浓度变化、小行星撞击或太阳持续增亮而走向终结。大约60亿年后，太阳甚至可能膨胀并吞噬太阳系内侧行星，包括地球。

然而，这项研究指出，地球可能早在那之前便失去适合复杂生命生存的环境，最可能的原因正是富含氧气的大气层消失。

地球大气与海洋中的氧气浓度，约在25亿年前的“大氧化事件”期间明显上升。科学界普遍认为，单细胞生物是促成这项变化的主要力量。氧气增加成为地球演化的重要转折点，使体型较大、结构更复杂的生物得以繁衍。

为预测氧气还能维持多久，尾崎执行超过40万次电脑模拟，每次都调整不同参数，以分析各种可能情境。结果显示，地球富氧大气层约可再维持10亿年，此后将出现快速且剧烈的氧气流失。

尾崎指出，太阳将随时间持续增亮，使地球气温升高，并改变全球碳酸盐—矽酸盐地球化学循环。大气中的二氧化碳浓度会逐渐下降，最终不足以让植物进行光合作用。随著植物大量消失，氧气供应也将崩溃。

大规模去氧化后，地球大气将呈现甲烷浓度升高、二氧化碳含量偏低及臭氧层消失等特征。地球届时可能不再适合人类、动植物等依赖氧气的生命生存，而成为厌氧微生物主导的世界。

研究也对寻找地外生命带来启示。氧气是天文学家观测系外行星时经常寻找的重要“生物特征”，但研究显示，富氧大气层可能只占地球历史的20%至30%。一颗存在生命的行星，不一定恰好处于氧气丰富的阶段。

研究人员因此认为，若要提高发现地外生命的机会，天文学家不能只把氧气视为生命存在的指标，还应寻找适用于低氧甚至无氧环境的其他生物特征。