包括人类在内的所有动物将在10亿年后窒息而亡？氧气为啥会消失

生命不可能在地球上永远存在下去，随着太阳变得越来越热，地球将不再适合生命生存。

最新的研究表明，未来10亿年左右，氧气水平开始急剧下降，最终地球将变成一颗没有生命的行星。

众所周知，氧气是复杂生命的基础，是地球耗费几十亿年积累起来的。

当地球还年轻时，其表面可能被岩浆海洋覆盖，而从沸腾的岩浆中升起的气体可能为其提供了几乎与如今金星上一模一样的大气。这是一个充满二氧化碳与有毒气体，且氮含量相对较低的大气。

大概是26亿年前，大气中的游离氧含量突然增加。

在这之前，地球可以简单地认为是无氧或厌氧环境（氧含量0.02%），氧主要以元素的状态存在于水或岩石中。而在这之后，地球开始产生氧气，大体上变成了有氧环境。

氧含量缓慢上升，最开始被海洋和海底岩石吸收。18.5-8.5亿年前，氧气从海洋中冒出，被陆地表面吸收，以及形成了臭氧层。

地球生命在这最近的10亿到20亿年中，开始有古菌和真核细胞。随着氧含量的继续上升，地球生命开始出现藻类和一些简单动物。

直到7-6亿年前，“雪球地球”事件结束后，又发生了一次大规模的“造氧事件”，目前推测是由于蓝藻的迅速繁殖，使得氧气比重从1-3%上升到10-12%左右。由于含氧量的提高，促成了“寒武纪生物大爆发”。

但当时大气中还是二氧化碳的比重更高，大陆多聚集在赤道附近，温暖的气候为高大的蕨类植物提供了便利的生存条件。

在光合作用下，植物生长消耗二氧化碳，并吐出大量氧气。由于木质素的形成，却未有分解植物的菌类出现，导致大量的碳随着植物的生命周期而被固化沉积到地下。

与此同时，大气中的二氧化碳比重下降，氧气比重大幅度上升，在石炭纪后期大约3亿年左右达到35%，这是地球历史上大气氧浓度最高的时期。随后氧含量多次波动，直到现在稳定于21%左右。

将来，随着太阳的衰老，它变得越来越亮，地球将获得更多来自太阳的能量。这会加速地球表面玄武岩和花岗岩等硅酸盐岩石的风化。当岩石风化时，二氧化碳从大气中抽出，通过化学反应被固定在碳酸盐矿物中，大气二氧化碳水平开始显著下降。

二氧化碳的降低本该缓解温室效应，但事实是二氧化碳与水一起，是植物光合作用的关键物质。在大约一万年的时间里，二氧化碳就会大幅减少，光合作用随之越来越弱，意味着制造的氧气也更少。

最终，我们这颗星球无法再支持大多数植物和动物的生存。根据《自然·地球科学》上发表的一项最新研究，这个转折点将在未来约10亿年内发生。

日本和美国的研究人员通过计算机模拟了地球表面上碳，氧，磷和硫循环的未来演变。他们还考虑了气候演变以及地球表面（地壳，海洋和大气层）与行星内部（地幔）的相互作用。

他们对两种理论情况进行了建模：一个具有活跃生物圈的类地行星和一个没有活跃生物圈的行星。有趣的是，两种情况都产生了大致相似的结果：未来10亿年左右，氧气水平开始急剧下降。

模拟显示，随着太阳从现在起10亿年释放出更多的能量，同时吸收热量的气体二氧化碳逐渐下降，臭氧层也将被烧掉。

随着二氧化碳和臭氧层的减少，植物的生命将开始死亡，从而导致氧气的产量减少。在仅仅10,000年的时间内，二氧化碳水平的下降程度，足以导致植物的绝种。

没有植物，陆地和海洋生物也将很快灭绝。同时，进入大气层的甲烷水平将是如今的10,000倍，这更是加快了需氧生物的死亡。

氧气的终结几乎肯定会标志着地球能够支持复杂的，需氧呼吸的生命形式的终结。之后，就如同10亿年前一样，许多厌氧和原始细菌会再次接管世界，地球只剩下微生物了。

10亿年在我们看来也许太过遥远，人类的历史也不过几百万年，但这这项研究实际上可以帮助我们寻找地外生命。

是否存在含氧生物，通常是辨别宜居行星的关键标签，因为氧气与地球上的生命息息相关。但现在我们知道，氧的含量是变化的，并且可能不会永久存在。检测不到行星周围的氧气并不意味着它们不适合居住。

对于其他类地行星，即使它们能够存在或已经存在复杂的生命，但在大气中也可能无法检测到大量的氧气。

科学家已经打算通过过量的碳排放造成的大气污染，作为是否存在生命的判断标准。很显然，如果我们对地球大气的污染是常态化的，其他行星上的文明也该如此，完全可将雾霾作为寻找地外生命的标准。