地球上的生命处于十分不稳定的状态中,地球生命还有多少时间

作者&投稿:嵇申 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
这世界还有多久毁灭?请权威的!~

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

火山爆发有时会形成一大片新陆地。

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。

西伯利亚的普托拉纳高原。

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?

小行星撞击可能造成生物大规模灭绝。

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

地核短期内不可能完全固化。

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




图为一次伽马射线爆发。

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

肖尔茨星与太阳“擦肩而过”。

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。

奥尔特云离太阳系行星的距离十分遥远。

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

地球上的生命处于十分不稳定的状态中。

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。

随着太阳温度上升,地球海洋也会随之蒸发。

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

太阳将逐渐膨胀,并最终吞噬地球。

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。

地球及生命的历史

一、地球的历史
依据太阳系的碎屑的年龄在45亿年-47亿年之间这一观点判断,包括地球在内的太阳系成员大都在同一时期形成。
地球自形成以来也可以划分为5个"代",从古到今是:太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。有些代还进一步划分为若干"纪",如古生代从远到近划分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪;中生代划分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪;新生代划分为第三纪和第四纪。这就是地球历史时期的最粗略的划分,我们称之为"地质年代",不同的地质年代人有不同的特征。
距今24亿年以前的太古代,地球表面已经形成了原始的岩石圈、水圈和大气圈。但那时地壳很不稳定,火山活动频繁,岩浆四处横溢,海洋面积广大,陆地上尽是些秃山。这时是铁矿形成的重要时代,最低等的原始生命开始产生。
距今24亿年-6亿年的元古代。这时地球上大部分仍然被海洋掩盖着。到了晚期,地球上出现了大片陆地。"元古代"的意思,就是原始生物的时代,这时出现了海生藻类和海洋无脊椎动物。
距今6亿年-2.5亿年是古生代。"古生代"是意思是古老生命的时代。这时,海洋中出现了几千种动物,海洋无脊椎动物空前繁盛。以后出现了鱼形动物,鱼类大批繁殖起来。一种用鳍爬行的鱼出现了,并登上陆地,成为陆上脊椎动物的祖先。两栖类也出现了。北半球陆地上出现了蕨类植物,有的高达30多米。这些高大茂密的森林,后来变成大片的煤田。
距今2.5亿年-0.7亿年的中生代,历时约1.8亿年。这是爬行动物的时代,恐龙曾经称霸一时,这时也出现了原始的哺乳动物和鸟类。蕨类植物日趋衰落,而被裸子植物所取代。中生代繁茂的植物和巨大的动物,后来就变成了许多巨大的煤田和油田。中生代还形成了许多金属矿藏。
新生代是地球历史上最新的一个阶段,时间最短,距今只有7000万年左右。这时,地球的面貌已同今天的状况基本相似了。新生代被子植物大发展,各种食草、食肉的哺乳动物空前繁盛。自然界生物的大发展,最终导致人类的出现,古猿逐渐演化成现代人,一般认为,人类是第四纪出现的,距今约有240万年的历史。
二、生命的历史
寒武纪时主要是水的世界,已经形成的古陆上全部是童山和荒漠,而且彼此孤立、分隔,不具备生物繁衍的条件。但海洋中则大不相同,在寒武纪之前的海洋中就有大量的藻类繁殖,同时许多低等的动物活动在海藻间,进入寒武纪后,地球上出现了广泛的海侵现象,海洋的面积进一步扩大,为海洋生物的生长创造了条件,一些原始无脊椎动物逐渐演化发展成具有硬壳的无脊椎动物。寒武纪最显著的特点,就是具有硬壳的不同门类的无脊椎动物如雨后春笋般的出现,这些动物,包括节肢动物、软体动物、腕足动物、古杯动物以及笔石、牙形刺等。它们的飞速涌现,形成了生物大爆炸的壮观局面,带来了生物从无壳到有壳这一进化历程中的重大飞跃。寒武纪时浅海面积扩大,海水温暖,含有正常盐分和大量溶解了的碳酸钙,满足了无脊椎动物分泌硬体骨骼的需要,增强了自我保护功能。寒武纪常称为"三叶虫时代"。 三叶虫最早是随着寒武纪初期的小壳动物群而出现的,小壳动物群主要是指软舌螺、腹足类、单板类、喙壳类和分类位置不明的一大批个体微小(一般仅1-2mm)、低等的软体动物。三叶虫具有复杂的发育阶段。三叶虫为雌雄异体,卵生,在它们一生的发育中,经历三个生长阶段,即幼年期、分节期和成虫期。要经过多次的蜕壳才能长成,现在的许多节肢动物都承袭了三叶虫的生长方式。三叶虫并不遵循着单一的生活模式,有些种类的三叶虫喜欢游泳,有些种类喜欢在水面上漂浮,有些喜欢在海底爬行,还有些习惯于钻在泥沙中生活,它们占据了不同的生态空间,寒武纪的海洋成了三叶虫的世界。晚古生代时三叶虫数量随着门类众多的海相无脊椎动物的大量涌现而减少,中生代到来时终于绝灭。我国的古生物学家在云南发现的只具软躯体而又保存完美的"澄江动物化石群"蜚声海外,它们代表着在寒武纪时生物多样性已达到较高水平。寒武纪稍晚又出现了头足类、笔石等动物。
奥陶纪是早古生代海侵最广泛的时期,这为无脊椎动物的进一步发展创造了有利的条件。这一时期,海生无脊椎动物不仅门类和属种大量丰富,在生态习性上也有重要的分异。主要生物种类除三叶虫外,还有笔石、鹦鹉螺、牙形刺动物、腕足类、腹足类等,奥陶纪还出现了原始的鱼类。当时的海洋中,各式各样的笔石随处漂荡,各种鹦鹉螺在四处觅食,三叶虫及腕足类在海百合组成的"丛林"中缓缓爬行,还有许多蠕虫类和节肢动物藏匿在藻丛和泥沙中,一派生机勃勃的景象。谈到奥陶纪就不能不涉及鹦鹉螺,因为这种动物在奥陶纪的海洋中非常繁盛。鹦鹉螺属于头足类动物,而头足类全部生活在海洋中,从浅海到大洋深处,从热带到寒带都有它们的踪迹。如果我们把无脊椎动物称作低等动物,脊椎动物(包括人类)为高等动物,那么头足类就是低等动物中最高级的种类。包括乌贼、章鱼和鹦鹉螺等。它们的身体两侧对称,头部极其发达,具有一对锐利的眼睛。之所以称它们为头足类,是因为它们的头和足部全都发育在身体的同一侧,足在头部的口周围分裂成8-10条腕或触手,能够捕抓猎物、抵御敌害。头足纲属于软体动物门,因此也具有壳,只不过有的种类壳在体外,有的种类壳在体内或者退化消失。头足类具有由头部神经节组成的脑,雌雄异体,因此无论从那个角度来说,头足类都是在无脊椎动物中与众不同、非常进步的生物,它们从寒武纪时就已出现,迅速在奥陶纪发展成为海洋中的一霸。奥陶纪海洋中分布最广的头足类是角石。角石具有坚硬的外壳,顾名思义,角石外壳的形状象牛或羊的角,一般是直的,也可以是弯的或盘卷的。头足类的另外一族-菊石将在中生代大量出现并扮演着重要角色。
志留纪时地球表面出现了较大的变化。海洋面积缩小了,陆地生成并逐渐扩大。有了陆地就有了植物,低等植物作为植物界的先驱者登上了历史舞台。海洋中,各种无脊椎动物并不理会领地的萎缩而继续繁盛,毕竟海洋的面积是太大了,更何况随之而来的又将是一次新的海侵。 在志留纪末期发生了"加里东运动",或志留纪与泥盆纪之交的褶皱运动、造山运动。其典型地区是英国北方苏格兰("加里东"即苏格兰之古称)延至斯堪地纳维亚半岛西部的挪威。那里分布有褶皱山系和变质程度很高的岩石,对全球地质和生物演化影响很大。早古生代末古大西洋关闭,从而使北美板块与俄罗斯板块碰撞对接,形成"劳亚大陆"。中国西部柴达木板块与中朝板块拼合,古祁连海褶皱关闭。其他许多古海洋(如古鸟拉尔海洋、古北亚海洋、古太平洋、原特提斯洋等)都遭到加里东运动不同程度的影响,导致各大陆板块边缘的陆壳增生。陆地面积进一步扩大,古老地台更趋向于稳定。在志留纪的海洋中,珊瑚出现了较多种类,它们为晚古生代(主要是泥盆纪和石炭纪)珊瑚的空前繁荣奠定了基础。笔石属于半索动物,半索动物又称口索动物或隐索动物,一般身体呈蠕虫状,左右对称,全部生活在海洋中。半索动物曾经被列为脊索动物门的一个亚门,理由是它的口索相当于脊索动物的脊索,很可能是脊索动物中最原始的一类。但也有科学家认为口索可能是一种内分泌器官,而不是与脊索相当的构造。从目前已有的研究资料看,半索动物是非脊索动物和脊索动物之间的一种过渡类型,志留纪笔石的涌现和繁盛,预示着高等生物的先驱已经出现了。
笔石已经全部绝灭,我们今天只能通过化石来认识它们,这些古老的化石通常保存在岩石层面上,很象用笔书写的痕迹,故称之为笔石。
泥盆纪是晚古生代的第一个纪,从距今4.05亿年开始,延续了5500万年之久,在这一时期形成的地层,地质学家称为泥盆系。泥盆系最早在英国西南部的Devonshire(泥盆郡)得到研究,日本学者后来将Devon译成片假名"泥盆"。 泥盆纪时,生物界发生了从海洋征服大陆的巨变,只是从这一时期起,生物才开始从海洋向陆地发展。
在当时,鱼类首先从无脊椎动物中分化出来,形成生物界的新族。由于泥盆纪的鱼类空前繁盛,泥盆纪又称"鱼类的时代"。那时的鱼类都生活在淡水或滨海三角洲半咸水中,早期的鱼类比较原始,还没有上、下颌的分化,后来才出现较进步的类型。
在当时干热的环境中,水体逐渐干涸促使一部分鱼类不得不用鳍在泥沼中爬行,当肉鳍演变成四肢,使它们能够爬到树林中去时,一个新的门类出现了,这就是两栖类。事实上,部分植物摆脱海洋登陆,客观上为生物界的发展奠定了条件,因此是生物演化史上的重大事件。 另一方面,海洋中的无脊椎动物仍然统治着那里的世界,腕足类、珊瑚、层孔虫、苔藓虫、双壳类、牙形刺等生物在大洋中竞相发展,其中腕足类是非常引人注目的一类生物。腕足类属于底栖固着型生物,软体由两瓣壳所保护,此外,还有一个用于支撑和固定身体的肉茎。它们在喜欢固定生活在安静的海底,与世无争。腕足类品种繁多,在我国南方这一时期的地层中,保存着丰富的腕足动物化石,广西泥盆系号称腕足动物化石的"聚宝盆",在那里,到处都可以见到石燕贝类、扭月贝类、无洞贝类、穿孔贝类、长身贝类等形形色色的腕足动物化石。泥盆纪时,珊瑚也非常繁盛,珊瑚对气候的影响感知灵敏,群体造礁珊瑚分布在热带、亚热带,而在温凉气候下主要是小型单体珊瑚。 根据生物的生态类型,科学家们已经把泥盆纪海洋中的生物划分出三种类型:礁相生物,主要指珊瑚、层孔虫等;壳相生物,基本由腕足类、双壳类组成;浮游相生物,由菊石、笔石和牙形刺等生物构成。这为我们进一步了解它们提供了便利,生物的分异是划分生物群落组合和生态区系的重要依据。
石炭纪是植物世界大繁盛的代表时期。石炭纪开始于距今3.5亿年,延续了约6500万年。由于这一时期形成的地层中含有丰富的煤炭,因而得名"石炭纪"。据统计,属于这一时期的煤炭储量约占全世界总储量的50%以上。
在石炭纪的森林中,既有高大的乔木,也有茂密的灌木。乔木中的木贼根深叶茂,木贼的茎可以长到20-40厘米粗。石松是另一类乔木,它们挺拔雄伟,成片分布,最高的石松可达40米。石炭纪时,裸子植物(如苏铁、松柏、银杏等)开始出现,它们一般都具有大型羽状复叶,树干高大。但蕨类植物的数量最为丰富。蕨类植物是灌木林中的旺族,它们虽然低矮,但大量占据了森林的下层空间,在石炭纪时,山西大地历经海水的数次入侵,海陆频频交替。每当海水退却,陆地植物便在温暖潮湿的环境下迅速繁盛,一期又一期的森林就这样生成了。二叠纪是地球发展史上重要的成礁期。当时,海水温暖而又清澈,喜欢生活在浅海的各种钙藻和海绵动物大量繁殖,很难想象柔软的海绵能够造礁,实际上,这种不起眼的小动物本身具有钙质的骨骼,它们的数量很大,死后又被藻类缠绕包覆,天长日久,终于形成了厚厚的礁体。科学家们通过对世界各地二叠纪生物礁的对比研究,发现它们具有许多共同的特征,从而为进一步揭示石油、天然气形成的秘密奠定了基础。生物礁怎么与石油和天然气的形成有关系呢?生物礁是地史期间由各种具有造礁能力的生物形成的,不同时期造礁生物的种类也不同,经过科学家的研究发现,生物礁的形成通常以一两种造礁生物为主。这些具有造礁能力的生物包括钙藻类、古杯动物、钙质海绵、珊瑚、苔藓虫、层孔虫、厚壳蛤等,造礁生物经过年复一年的不断生长,就可以在海洋中筑起坚固的抗浪结构,其规模和大小完全可以和现代海洋里的珊瑚礁媲美。目前在全世界已经发现了许多二叠纪的礁型油气田,二叠纪末大量生物门类的绝灭,海洋中造礁生物种类减少,整个中生代再也没有出现过那样大规模的、能够形成和储集油气资源的生物礁。
三叠纪是中生代的第一个纪,最早人们在德国西南部发现了代表这段时间的地层,因这套地层的颜色和岩石结构明显地由三个部分组成:下部是陆相杂色砂页岩,中部为海相灰白色石灰岩,上部是陆相红色岩层,三分性质一目了然,故此被称作"三叠系"。
这时在海洋中,随着二叠纪末大量生物门类的绝灭,代之而起的是软体动物(菊石、双壳类等)、六射珊瑚、海绵类、海百合、有孔虫、苔藓虫等,微体化石牙形刺在三叠纪十分常见,它们处在演化史上的关键时期,属种更替显得极其频繁,至三叠纪末它们全部绝灭。在陆地上,裸子植物继续保持着优势,苏铁类占据主要地位,真蕨和木贼类也逐渐繁盛。陆生脊椎动物出现了水龙兽、犬颌兽等,它们是接近于哺乳类祖先的似哺乳爬行动物。为了适应生存在半干旱的环境,两栖类出现了无尾类型,这就是蛙类和蟾蜍。三叠纪晚期爬行动物向各方面分化,种类繁多。 晚古生代末曾经出现过一次地壳运动,地质学家们称之为"海西运动",经过这次运动,北半球的许多活动海槽都已先后转化为褶皱山系,并对三叠纪早期的地壳演化产生影响。因此,从全球范围看,三叠纪的海侵规模不是很大,海侵区局限于南北两大陆之间近东西方向的狭长地带,即地中海-喜马拉雅海槽,以及环太平洋东西两岸的海槽区。 在我国,三叠纪形成了一条大体上以古昆仑-古秦岭-古大别山连续而成的界限,这条界限以北的广大地区,是内陆盆地型沉积,发育有干燥气候下形成的红色地层,以及三叠纪中晚期半干热和温湿环境下沉积的含煤、含油岩系。而这条界限以南,则属于海相沉积区,主要沉积形成石灰岩等海相地层,因此,我们可以把我国三叠纪时的古地理景观称为"南海北陆"。 但是,这种情况在三叠纪中后期开始又发生了变化,华南的海水由东部稳定浅海区向西部海槽退却,三叠纪末,发生了一次称之为"印支运动"的地壳运动,受印支运动的影响,华南区几乎全部露出海面与华北大地相连,海水只限于西南边缘地带,出现以大陆环境占优势的古地理景观,从此结束了我国东部地区"南海北陆"的局面,南北沉积差异也随之消失。与此同时,一个新的构造格局由晚三叠世开始逐渐形成,地壳运动转为东升西降,我国大陆内东西分异的沉积特点逐渐表现出来,这也是我国整个中生代的沉积特点。由此,这又必然影响着矿产资源的形成和分布。在法国、瑞士交界的阿尔卑斯山区,有一座侏罗山(Jura Mountains),今天在地质学上应用的一些理论或概念都得益于当时对侏罗山区的认识,如古生物学中的"化石层序律"、化石带的建立和划分,地层学中"阶"的概念等。由于这一地区的地层发育特别完整,经过测定认为形成于地质历史的中生代中期,于是称为侏罗纪。
侏罗纪是爬行动物大繁盛的时期。那时,地球的气候温暖湿润,在全球的许多地方竟然没有热带与温带的差别。这种条件对恐龙的繁衍十分有利,它们迅速占领了陆地、海洋和天空。在中生代时,哺乳动物还没有真正出现,恐龙等爬行动物因此遇不到生存竞争的对手,它们理所当然地成为生物界的真正霸主。
按照恐龙骨骼的骨盆类型,陆生恐龙可分为蜥臀类和鸟臀类。蜥臀类又分为食草的蜥脚类与食肉的兽脚类。前一类恐龙一般体型硕大、头小尾长、四足行走;后一类恐龙前肢特化、后肢强健、牙齿锋利、善于捕食。在侏罗纪晚期,始祖鸟等的出现是生物演化史上的又一个重要事件,这是爬行动物向鸟类演化的一次变革。
恐龙等爬行动物之所以能够得到飞速发展,特别是陆生恐龙之所以能够占据地球的表面,主要取决于陆地植物的存在。当时温暖的气候十分有益于陆地植物的生存和繁衍,低矮的蕨类植物长成茂密的灌木林,高大的裸子植物则是苏铁、银杏和松柏类,乔木与灌木相互混合,整个地球都被陆生植物所覆盖,侏罗纪成了名副其实的绿色公园。这一时期非常有益于煤炭的形成。全球许多大煤田都形成于这一时期。
侏罗纪晚期环境开始改变,火山活动频繁,气候变得干燥炎热起来。侏罗纪晚期的沉积条件比较复杂,陆生无脊椎动物主要是双壳类、叶肢介和介形类,但湖泊中鱼类数量逐渐增多,狼鳍鱼就是侏罗纪常见的鱼类化石。
另一方面,海洋仍然是神秘的世界。侏罗纪时,海洋中的无脊椎动物主要是菊石和双壳类。菊石属软体动物门的头足纲,与鹦鹉螺为同一家族,是一种重要的划分对比地层的化石。
白垩纪是中生代的最后一个纪,白垩的名称"Creta"来自拉丁文,代表一种灰白色、颗粒较细的碳酸钙沉积,英国东南的多佛尔海峡即由白垩构成陡峭的岩壁,人们认识白垩纪地层也是最早从这里开始的。白垩纪是地史中第一个以岩性命名的纪。白垩纪是地球发展史上的重要时期,这一时期是动植物新生门类蓬勃发展和迅速演变的时期,也是全球发生大陆漂移,又一次出现生物大绝灭的时期。恐龙在那时曾一度占领着世界舞台,著名的霸王龙是当时最强悍的食肉动物。以霸王龙为代表的蜥臀类恐龙大多数具有捕杀猎物的高度适应性,在世界各地都有它们的踪迹。鸟臀类的演化也在这一时期也十分醒目,出现了甲龙、角龙、鸟脚龙类等,鸭嘴龙就是十分常见的鸟脚龙类。除了陆地上的恐龙,白垩纪时,向空中发展的爬行动物有了更完善的适应,它们不仅个体硕大,飞翔能力也可以同某些鸟类相媲美;海洋中的爬行动物以沧龙类和蛇颈龙类为代表。但整个白垩纪鸟类、哺乳类和鱼类的崛起已对恐龙构成威胁,从侏罗纪延续下来的由恐龙主宰世界的格局正面临崩溃。鱼类中真骨鱼得到迅速发展并分布于全球各地。 中生代进入白垩纪后,最重要的事件就是各种恐龙的相继绝灭,使中生代这一生物界的霸主全部退出了历史舞台,从而结束了统治地球长达一亿多年的恐龙时代。科学家们进一步指出,灾难并不仅仅降只是临在恐龙身上,在白垩纪末,出现了一次遍及整个生物界的大劫难。
科学家们经过研究后指出,中生代末以恐龙为代表的生物大绝灭,是继古生代末二叠纪的生物大绝灭后又一次引人瞩目的事件。这次事件,除恐龙外,还导致菊石、箭石类完全绝灭;有孔虫、珊瑚、海百合、双壳类及许多微体古生物的一些目、科也完全绝灭。统计表明,中生代末的这次浩劫,殃及了各种生物总计达3000个属,有一半以上惨遭淘汰。科学家们认为,生物在短时间内突然绝灭,可以看做是自身演化历程中的调节与平衡,是促进生物继续发展的重要因素,正是这次大绝灭,才引起了新生代哺乳动物的飞速发展,使地球呈现了千姿百态的新景观。 从我国白垩纪的沉积特点看,当时的生物生存条件确实十分恶劣,绝大部分地区属于干燥带,华北和西北地区则为半干旱的气候条件,只有东北北部属温湿带气候。由于气候干燥炎热,沉积形成的地层以红色岩系为主。在整个亚洲的近太平洋沿海一带,曾有过频繁的火山喷发活动。
中生代是恐龙的一统天下,那时,在丛林和草地上躲躲闪闪地生存着一种小型爬行动物,这就是兽齿类,牙齿已有门齿、犬齿和颊齿之分,这和一般的爬行动物不同。兽齿类的脊柱结构也很复杂,四肢向身体下方直立,这表明,它们是一种行动敏捷、善于奔走的动物。兽齿类进一步发展,出现了三列齿兽类,它们的身体构造特征更接近真正的哺乳动物,广泛分布在欧洲、非洲、北美和中国。科学家们称为似哺乳爬行动物。哺乳类的骨骼结构比爬行动物更为坚固、紧凑,容易保存完整的骨架。但在化石的分类和鉴定中,牙齿化石对哺乳类更为重要。哺乳动物在幼年期都长有乳齿,在发育和生长过程中萌生的恒齿不随身体的增长而发生变化,同时各种哺乳动物的牙齿也具有不同的特征,因此,只要我们依据牙齿的类型和特征就可以对其进行分类和鉴定了。
当中生代末地壳运动加剧,环境发生重大改变时,恐龙等爬行动物难以适应和生存,而哺乳类则显示了很强的竞争能力。哺乳动物有很好的适应环境的能力,身体恒温,具有乳腺,可对幼仔哺乳,脑发达,能够支配行动,胎生(单孔类除外),有利于延续后代等等。所有这些,都为它们的壮大发展提供了自身的优势。进入新生代后,胎盘类(真兽)成为哺乳动物大家族的主流,化石和现生哺乳动物的绝大多数都属于有胎盘类。且进化速度快,除陆地外,它们在很短的时间内,完成了向海洋(如鲸类)和向空中(如蝙蝠类)的辐射发展。现有胎盘类哺乳动物约有30个目,人们熟知的就有食肉目(如猫科动物)、啮齿目(如各种鼠类)、偶蹄目(如猪、牛、羊等)、奇蹄目(如马、驴等)、灵长目(如猴和猿类等)、翼手目(如蝙蝠等)、长鼻目(如象等)和鲸目(如海豚等)。无胎盘类在澳洲等地也获得了生存空间,有袋类成了那里的主人。鸟类在第三纪已形成众多的目与科,为今天的分类奠定了基础。鸟类的属种繁多,目前已达8500多种。 第四纪脊椎动物中的哺乳动物迅速发展,总的门类与第三纪相似,但属、种演化显著、数量疾增。代表性的化石有:三门马、剑齿虎、肿骨鹿、大熊猫、古菱齿象、杨氏虎、中国鬣狗等。特别应该提到的是,第四纪早期(约中更新世)古人类化石的出现。
哺乳动物的发展,最终出现了具有改造和征服大自然的人类。人类与一切其它高等动物的本质区别在于能制造工具,并使用它来从事劳动。因此,人类的进化和发展在哺乳动物发展史上书写了光辉的一页,也是生物进化史上的重大事件。人类的发展过程分为早期猿人阶段、晚期猿人阶段、早期智人阶段和晚期智人阶段。最早的猿类四足行走,生活在热带森林,由于环境改变,森林面积缩小,部分猿类迁移到平原生活,开始直立并通过劳动获取食物,以后进一步用后肢行走,在劳动中产生了语言和交流,终于发展成为人类。

地球上的生命处于十分不稳定的状态中
(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。

几十亿年都没灭绝 估计还能活五十亿年

地球上的生命处于十分不稳定的状态中,地球生命还有多少时间
答: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...

关于地球上的多灾多难的生命进程有哪些说法?
答:答案在于同位素地球化学,这是个不大知名而又十分奇妙的领域。泥盆纪和石炭纪的古代海洋里生活着大批微小的浮游生物,它们躲在小小的保护性壳里。当时和现在一样,浮游生物从大气里吸收氧气,将其与别的元素(尤其是碳)化合,形成了碳酸钙这样的耐久化合物,构筑了自己的壳。在长期碳循环中——这个过程讲起来不大激动人心,...

四十多亿年的地球史,预示我们的未来
答:初生的地球是极其不稳定的,它的自转速度极快,一天只有6小时,加上行星不断的撞击,产生超高的温度让地球上的物质处于熔融状态,岩浆横流,被放射性物质笼罩着,这时的地球与生命绝缘。随着太阳系的逐渐形成,小行星撞击的减少,让地球开始稳定下来,随之温度降低,岩浆凝固,并慢慢形成了小块陆地,也就是...

为什么说地球早期原始生命是被雷劈出来的?
答:一、假说理论 关于生命起源总有很多种假说,二十世纪二十年代提出的假说是认为在地球四十亿年前,地球上出现了河流和海洋,但是水是十分浑浊的,有机分子含量高,因为火山活动的缘故热量很高,这使得生命水源处于极其不稳定状态。原始汤中的有机分子,在当时地球连续闪电交加的雷电打磨下,形成了生命有机分...

当太阳变成红色巨星时,地球会存活吗?
答:在这些情况下,生命如我们所知道的那样将会无法在地表的任何地方存活,地球将像金星那样完全变成另一个炎热干燥的世界。 红巨人阶段: 在今后的54亿年里,太阳将会进入它进化进程中的”红巨人“阶段。当太阳中心所有的氢气都耗尽,并且在中心堆积的惰性氦灰变得不稳定,开始在自身重力作用下分解,这一阶段就开始了。在这...

地球是怎样行成的?
答:38亿年前,地球上形成了稳定的陆块,各种证据表明液态的水圈是热的,甚至是沸腾的。现生的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式,其代谢方式可能是化学无机自养。澳大利亚西部瓦拉伍那群中35亿年前的微生物可能是地球上最早的生命证据。原始地壳的出现,标志着地球由天文行星...

动植物是怎么出现在地球上的
答:在原始地球上,最早能够进行自我复制的分子可能是蛋白质,那时的蛋白质既能贮存或传递遗传信息,又能执行特定的生物学功能。 对于原始生命来说,蛋白质的这种性质是十分经济的,后来随着生命进化,蛋白质贮存或传递遗传信息的功能交给了RNA,然而RNA不够稳定,随着生命继续进化,又出现了DNA,DNA是后来才出现的遗传物质。 DNA...

生命是什么
答:偏离平衡态的开放系统通过涨落,在越过临界点后“自组织”成耗散结构,耗散结构由突变而涌现,其状态是稳定的。 而地球上的生命体都是远离平衡态的不平衡的开放系统,它们通过与外界不断的进行物质和能量交换,经自组织而形成一系列的有序结构。可以认为这就是解释生命过程的热力学现象和生物的进化的热力学理论之一。

每次地球大灭绝,为什么海洋中的生物保存的相对较完整?
答:地球生命最早的孕育是来自海洋,距今将近有40亿年的时间,而 地球上的陆地大概从25亿年前才开始出现 ,形成之初陆地上的火山喷发、地壳运动十分活跃,环境非常不稳定,所造就的小型陆地更多是一些岩石、矿山,没有土壤也没有植物,更没有动物,只有一些非常简单的原始生命在海洋孕育诞生。 大约从6亿年前开始一直到2.5亿...

月球消失会带来那些灾难。 在线等,,,急急急急急急
答:1.假如没有月球的话就没有如此强烈的潮汐而潮汐的一个重要作用就是能藉由摩擦减低地球自转的速度所以如果没有月球的话地球自转的速度就会到达每六个小时一圈如此快的速度实在不适合生物生长。2.假如没有月球,地球的命运比水星也好不了多少,月球在一定程度上为地球上的生命提供了一个安全的屏障。月球背面的累累瘢痕...