研究揭示了随着生命进化,地球上的环境更加恶劣
根据新的计算机模拟,在过去 24 亿年的很长一段时间里,地球可能比科学家们之前认为的更不适合生命生存。
使用最先进的气候模型,研究人员现在认为到达地球表面的紫外线 (UV)辐射水平可能被低估了,紫外线水平高出十倍。
紫外线辐射是由太阳发出的,可以损坏和破坏重要的生物分子,如蛋白质。
过去的 24 亿年是生物圈发展的重要篇章。大气中的氧气含量从几乎为零上升到大量,浓度会波动,但最终在大约 4 亿年前达到现代浓度。
在此期间,更复杂的多细胞生物和动物开始在陆地上定居。
格雷戈里库克,博士 领导这项研究的利兹大学研究人员说,这些发现对紫外线辐射的进化影响提出了新的问题,因为众所周知,许多生命形式都会受到高剂量紫外线辐射的负面影响。
他说:"我们知道,如果生命暴露在过多的紫外线下,会产生灾难性的影响。例如,它会导致人类皮肤癌。一些生物体具有有效的防御机制,许多生物体可以修复紫外线辐射造成的一些损害.
"虽然增加的紫外线辐射量不会阻止生命的出现或进化,但它可能起到了选择压力的作用,生物体能够更好地应对更多的紫外线辐射,从而获得优势。"
研究"地球氧化历史期间臭氧柱的修正较低估计"今天发表在科学期刊皇家学会开放科学上。
到达地球的紫外线辐射量受到大气中臭氧的限制,研究人员将其描述为"……生命中最重要的分子之一",因为当紫外线辐射进入地球大气层时,臭氧会吸收紫外线辐射.
臭氧是阳光和化学反应的结果,其浓度取决于大气中的氧气含量。
在过去的 40 年里,科学家们一直认为,当大气中的氧气含量达到当前大气水平的 1% 左右时,臭氧层能够保护生命免受有害的紫外线辐射。
新的建模挑战了这一假设。这表明所需的氧气水平可能要高得多,可能是目前大气水平的 5% 到 10%。
因此,在某些时期,地球表面的紫外线辐射水平要高得多,这可能是地球历史上大部分时间的情况。
库克先生说:"如果我们的模型表明地球含氧历史期间的大气情景,那么十亿多年以来,地球可能一直沐浴在比以前认为的要强烈得多的紫外线辐射中。
"这可能对生命的进化产生了令人着迷的后果。尚不清楚动物何时出现,或者它们在海洋或陆地上遇到什么条件。然而,根据氧气浓度,动植物可能面临比今天更恶劣的条件世界。我们希望未来可以探索我们结果的完整进化影响。"
结果还将导致对系外行星大气的新预测。系外行星是围绕其他恒星运行的行星。某些气体(包括氧气和臭氧)的存在可能表明存在外星生命的可能性,而这项研究的结果将有助于科学理解其他世界的表面状况。
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