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美新研究称人类可能控制着地球的下一步演化

自然 2018-01-25 08:42

哈佛大学地球化学家认为人类可能会成为地球演化下一步的关键

  据国外媒体报道,人类导致的环境退化有可能迟延一直持续的地球演变过程,甚至将使进化的时钟后退到只能适宜统治这个星球数十亿年历史的细菌生存的时代,哈佛大学地球化学家Charles Langmuir (查尔斯·兰米尔) 11月13日说。

地球化学与海底火山口研究专家兰米尔教授认为,行星可以通过自然进化的一系列步骤,把他们从无生命的星球变成细菌和其他微小的生命的家园,然后到一个可以养育更复杂的生命的地方。沿着这条路向下走,生命与无生命的行星部分以地球变化的方式产生互动。例如,今天的大气中的氧气,最初是早期细菌释放出来的,经过数十亿年的时间改变着空气的化学组成。

兰米尔描述了这一系列行星演化的步骤,并表示不能保证行星将由一个产生下一个。每一步都意味着是一个危机和机会并存的时刻。到目前为止,地球已经克服每一个步骤,而其他行星,如火星可能曾经有微小的生命生存,在那里生命没有克服进化的障碍,就不能持续发展。

“看来可能是所有行星都经过其中的一些阶段,但有些被卡住并停止”“生命,我觉得在行星发展过程中是很自然的,有合适的气候系统就可能发生的任何行星。” 兰米尔说。

今天的地球可能又站在了下一个步骤边缘。复杂的生命已演变成智能生命,主宰着地球上的生态系统、食物网和能量流动,此前没有任何物种可以这样。

地球是否采取下一步骤取决于我们。如果我们意识到人类是地球不可分割的一部分,并开始为建立一个健康的地球而努力,那么地球的演变可能向一些未知的未来迈进。另一方面,如果我们继续认为地球的是独立的东西,我们只是使用,那么由此产生的做法可能对环境造成影响足以迟延行星的演变,甚至导致其回落只能维持微小的生命生活的水平。

“地球的故事就是我们的故事。我们体内的每一根纤维,每一个呼吸,都与地球密切相关。我们离不开地球”兰米尔说。

在哈佛自然历史博物馆地质演讲厅兰米尔向几百名观众做了“地球问题”系列第一讲——“地球与人类:一个行星远景”,试图从长远角度看人类和人类对地球的影响。兰米尔进一步讲了自己的看法,他探讨了地球的洋盆,沿大洋中脊的火山不断更新着大陆板块。正是因为兰米尔在研究船上与其他学科的前来探索围绕这些火山口聚集的生命群落的科学家的近距离接触,兰米尔逐渐认识到生命与地质系统是多么密切的交织在一起。

“在这里,我们看到一个与地球上其他生命的生活环境完全不同的景象,依靠地球自身。它完全改变了我们对地球上的生命的观点。我们看到火山和生命彼此相关;地球与生命息息相关。”兰米尔说。

通过这个讲座课程,兰米尔使观众进行了一次穿越地球的历史之旅。早期的地球看上去很像月球,被流星、陨石撞击的满目疮痍,活火山非常多,没有臭氧保护层,二氧化碳含量非常高,并很可能处于高温之中。早期的大气中没有一点氧气,早期细菌有不依靠氧气生存的能力。当这些细菌解决了如何通过光合作用利用太阳能——兰米尔称为地球上的第一次能源革命——氧是一种副产品。由无数的细菌在经过数十亿年的时间释放的少量的氧气,大气中氧含量逐步上升。兰米尔说,这不仅改变了大气,也改变了岩石,因为氧气与岩石中的铁和其他元素非常容易产生反应。对这些早期厌氧菌而言,氧气不是一个福音,而是一种毒药。由于氧气非常活跃的产生反应,这对那些微小的动物是有害的。这就是为什么,要开发化学物质,如抗氧化剂,以防止氧气的破坏性影响。然而,随着氧含量上升,一些动物学会使用它,与无氧代谢过程相比,有氧代谢对生物新陈代谢产生了一个巨大的推动。兰米尔把利用氧气参与代谢描述为地球上的第二次能源革命。

更为复杂的单细胞生物(真核细胞生物)加入到地球的微观世界,与细菌最终联手,形成多细胞动物。最后,有了足够的氧气,臭氧层在大气层的上方形成,保护地面生物免受有害辐射,使生命摆脱了海洋。从那以后,大型动物出现了,然后是哺乳动物,最后,人类来到了这个世界。

与此同时,地球实体系统支持生命系统,并受到生命系统的影响,化学物质从地球不断地流入和流出,以保持海洋和大气之间的化学平衡。最终的结果是,我们人类成了地球重要的组成部分,我们的未来将继续依赖于地球。

“我们是…行星演化或其毁灭的代理人(主体)” “涉及到当前的环境问题,我们是地球的用户,还是我们只是45亿年来的行星演变的副产物?我们做什么可能决定了地球是否能够进入其下一阶段的发展。”兰米尔说

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