對早期地球大氣層的深入了解可幫助識別太陽系以外的生命跡象
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：根據(jù)一項新研究，對地球大氣層的期地球大氣層深入了解可以幫助人們識別太陽系以外的生命跡象。地球何時達到足以支持動物生命的入解氧氣水平？麥吉爾大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，氧氣水平的可幫上升與復(fù)雜的真核生物生態(tài)系統(tǒng)的進化和擴張同步發(fā)生。他們的助識發(fā)現(xiàn)代表了迄今為止最有力的證據(jù)，即極低的別太氧氣水平對數(shù)十億年的進化產(chǎn)生了重要限制。
“直到現(xiàn)在，陽系我們對早期進化中的生命環(huán)境驅(qū)動因素的理解還存在一個關(guān)鍵的差距。早期地球的跡象特點是氧氣水平低，直到地表氧氣水平上升到足以供動物生存。對早的深但是期地球大氣層對這種上升發(fā)生時間的預(yù)測有十幾億年的差異--甚至可能遠在動物進化之前，”麥吉爾大學(xué)地球和行星科學(xué)系的入解博士后研究員Maxwell Lechte說，他在Galen Halverson的可幫指導(dǎo)下進行研究。
為了找到答案，助識研究人員檢查了來自世界各地沉積在古代沿海環(huán)境中的別太富含鐵的沉積巖。通過分析這些巖石中鐵的化學(xué)成分，研究人員能夠估計出巖石形成時的氧氣量，以及它對真核微生物等早期生命的影響。
“這些鐵石為了解淺海環(huán)境的氧氣水平提供了啟示，而淺海環(huán)境是生命進化的地方。”與Lechte共同領(lǐng)導(dǎo)這項研究的中國科學(xué)院研究員王長樂說：“古代鐵石記錄表明，大約不到現(xiàn)代氧氣水平的1%，這將對生態(tài)復(fù)雜性產(chǎn)生巨大的影響。”
“這些低氧條件一直持續(xù)到大約8億年前，就在我們第一次開始在巖石記錄中看到復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)崛起的證據(jù)時。因此，如果復(fù)雜的真核生物在那之前就存在，它們的棲息地就會受到低氧的限制，”Lechte說。
地球仍然是宇宙中唯一已知的孕育生命的地方。今天，地球的大氣和海洋富含氧氣，但這并不總是如此。地球海洋和大氣的含氧量是光合作用的結(jié)果，光合作用是植物和其他生物用來將光轉(zhuǎn)化為能量的過程--將氧氣釋放到大氣中，為呼吸作用和動物生命創(chuàng)造必要條件。
據(jù)研究人員稱，新的發(fā)現(xiàn)表明，地球的大氣層能夠在數(shù)十億年內(nèi)保持低水平的大氣氧氣。這對探索太陽系以外的生命跡象具有重要意義，因為尋找大氣中的氧氣痕跡是尋找另一個星球上過去或現(xiàn)在的生命證據(jù)的一種方式--或者科學(xué)家稱之為生物特征。
科學(xué)家利用地球的歷史來衡量陸地行星能夠穩(wěn)定的氧氣水平。研究人員說，如果陸地行星能夠在低大氣氧含量下穩(wěn)定下來，正如研究結(jié)果所表明的那樣，探測氧氣的最佳機會將是尋找其光化學(xué)副產(chǎn)品臭氧。
“臭氧強烈地吸收紫外線，使得即使在低大氣含氧量的情況下也能探測到臭氧。”耶魯大學(xué)的生物地球化學(xué)家Noah Planavsky說：“這項工作強調(diào)，天基望遠鏡的紫外線探測將大大增加我們在太陽系以外的行星上找到可能的生命跡象的機會。”
研究人員表示，對這一時期的巖石進行更多的地球化學(xué)研究將使科學(xué)家能夠更清楚地描繪出這一時期氧氣水平的演變，并更好地了解對全球氧氣循環(huán)的反饋作用。