如果地球没有生命

邓雪梅/编译

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如果地球没有生命

邓雪梅/编译

●生命对于地球有着你想象不到的巨大的影响。如果地球上所有生命全部消失的话，那么，无生命的地球则会呈现出另外一幅截然不同的景像：更加炙热、山崖陡峭、紫外线辐射和极端降雨增强。

世界末日可能伴随着一声巨响来临——这声巨响来自于地球附近一颗超新星爆炸致使地球笼罩在一片致命的伽马射线中；世界末日又或会伴随着一声呜咽而至——一种超级病毒将地球上所有生命细胞灭杀致死。两种情况或许根本不会发生。然而，我们换种角度来思考这样一个有趣的问题：如果明天地球上的所有生命全部消失将会是怎样一个场景？

超出你想象的是，生命对于地球有着你想象不到的巨大影响，从气候和大气化学到地形地貌，甚至板块构造这些看似无生命的过程中，生物体都起到了主要作用。

“生命迹象已经无处不在——它们真的改变了整个地球，”加拿大维多利亚大学的地球系统科学家科林·戈德布拉特（Colin Goldblatt）说，“如果你把生命从地球拿走，那么地球上的一切都会发生改变。”

仅仅是个开始

如果只是为了好玩，让我们假设最坏的事情已经发生，并且地球上的一切生命全部消失：动物、植物、海洋中的藻类，甚至是细菌。那随后又会发生什么呢（见表）？

实际上看似不会发生什么：不会出现因细菌和真菌引起的死亡机体的快速腐烂。但这种腐烂仍然会发生，只不过有机分子同氧反应进行的非常之缓慢，如同木乃伊一样，大部分死亡机体会在雷电引发的火灾中被焚烧。

生命消失后的首个效应便是气候的干燥和炎热加速，特别是内陆地区。森林和草原过去犹如一台巨大的水泵，把土壤中的水分释放到空气中。由于没有了森林和植物，就如同关闭了水泵，降雨也因此开始变少，一个干燥的世界将很快变得炎热。美国卡内基科学研究所的气候科学家肯·卡尔戴拉（Ken Caldeira）说：“我猜想这会使得地球温度上升几度。”

德国马普研究所的地球科学家阿克塞尔·克莱多（Axel Kleidon）认为，这种效应在世界上一些地区会加强。例如，亚马逊河流域很大程度上取决于植物释放的水分带动当地的降雨。如果没有植物，该地区可能会迅速升温——高达8摄氏度。

随着岁月的流逝，整个地球因大气中二氧化碳的汇集而继续升温——这主要缘于海洋中不再有任何浮游生物的碳储存行为，即这些浮游生物死亡后将碳一并带入海底。由于“生物碳泵”的嘎然而止，海水表层的碳含量与海水深处相差无几，致使部分二氧化碳进入大气层。结果是，在短短20年时间里，大气中二氧化碳的含量增加三倍——这足以把全球平均气温提高大约5摄氏度。美国宾夕法尼亚州立大学的地质学家詹姆斯·卡斯廷（James Kasting）如是说。

浮游生物的另一好处是，它们向大气中释放出大量被称为二甲基硫的化合物。卡尔戴拉说，这些化合物有助于水汽凝结成云层——特别是散发地球表面热量的低密度云层的形成。如果没有这些浮游生物，天空中将会出现大片呈暗色、吸收更多热量的云滴。短则几年，多则几十年，会致使气候温度再增加2摄氏度，足以加快极地冰盖的融化速度。

随着全球气候温度的上升，更多的水从海洋中被蒸发掉，随之而来是更多的降雨。这些额外雨水的绝大部分可能会集中在赤道地区——受这一区域风力影响导致的空气对流上升，遇冷凝结而形成降水。潮湿的地方会变得更加潮湿，而沙漠地区很可能变得更加干燥。

土壤开始剥离

美国伯克利加州大学的地貌学家威廉·迪特里希（William Dietrich）认为，随着这一切的发生，土壤将逐渐从地球上剥离——没有植物根茎的固定，土壤会被冲走。在山地环境中这可能需要几个世纪，相对平坦地貌可能需要更长的时间，比如在亚马逊河流域，可能需要几万年的时间。而所有被冲刷的土壤大部分将流向海洋、三角洲地区以及河口扇形地。

当植物消失以后，河流也随之发生变化。就如同我们在沙漠中或冰川脚下看到过的辫状地貌一样，河流将开始自由穿越堤岸，由原先单一的河流逐渐转化成纵横交错的支流。美国华盛顿大学的地质学家彼得·沃德（Peter Ward）说。事实上，在大约2.5亿年前的二叠纪物种大灭绝期间，河流突然从蜿蜒状变为了辫状河，这在地球上已有见证。

由于土壤的消失，地球也将逐渐变成沙地。目前随处可见的细粘土很大程度上是蠕虫和其他有机体分解土壤后的副产品。如果没有这些有机体，基岩的分解机制——解冻、开裂和风蚀——将会消失，碎片瓦砾也越发粗糙。

这看似很小的变化，如果长达几十万年之久，最显著的影响是改变了大自然的容貌——随着时间的推移，河流或溪流中将出现更多的粗糙碎石沉积物，这些水道朝向海洋剪切出一条陡峭的路径，山谷斜坡也随之变得更陡峭。美国科罗拉多大学的地质学家彼得·莫尔纳（Peter Molnar）说：“很容易想象，你会看到一个更加参差不齐的自然风光。”

河流切割进一步加大了径流模式的改变。美国麻省理工学院的地貌学家泰勒·佩龙（Taylor Perron）认为，尽管内陆地区雨雪较少，但土壤流失则意味着任何水分都难以保存，加之暴雨形成的山洪，把一些地方的基岩冲涮得更加陡峭。即使这些洪流携带较少的水量。

尽管这些变化比较微妙，但通过比对火星表面的照片，迪特里希认为行星上没有生命毫不奇怪。“看看这些照片，你想象亚利桑那州、新墨西哥州，那里也有大量的岩石和很少的土壤。但你并不会觉得这是一颗外星球。”

除非你检查温度计，因为随着侵蚀形成的沉积粒子的增加会降低化学风化的岩石比率而出乎意料地改变地球气候——地球气候控制的一个关键因素——即硅酸盐岩石和二氧化碳发生反应并形成碳酸化合物，最终，这些碳酸盐流入海底，碳被锁藏在石灰石中。由于微生物能把基岩分解成细微颗粒，在增加岩石表面积的同时加速了化学风化。

二氧化碳剧增

随着化学风化的减弱，大气中二氧化碳水平会上升，直到风化率再次达到平衡。美国霍华德大学的生物地球化学家大卫·施瓦茨曼（David Schwartzman）估计，二氧化碳水平在一百万年左右时间内会不断增加，未来平均温度会由目前的14摄氏度升高到50甚至60摄氏度。

与此同时，氧气会逐渐消失。早期地球几乎没有分子氧，30亿-26亿年前，在光合作用下，氧气才开始慢慢在大气中聚集。美国华盛顿大学的行星科学家大卫·卡特林（David Catling）认为，在生命消失以后，氧气也会慢慢消失。估计在1 000万年后，大气中的氧气含量不足现在的1%。

然而，过少的氧气不足以维持臭氧层。如果地球失去了这个保护层，其表面将要承受紫外线的直接辐射。卡特林说：“在1 000万-2 000万年后，紫外线慢慢开始对地球表面产生破坏。”

氧气的逐渐耗竭使地球成为一个黄褐色的星球，富含铁的岩石也不再呈现出偏红色。卡斯廷说：“这些岩石的表面将变成灰褐色。”而在低氧环境中形成的黄铁矿、铀矿等发光金属将不断形成（这在早期地球中常见）。卡尔戴拉说：“我猜测，如果你杀死所有生命并坐等1亿年，那时的地球看起来像是一颗从来没有过生命痕迹的行星。”

然而，与其他无生命星球不同的是，在地球存在之初，太阳约有30%的暗淡光芒，随后亮度逐渐开始提高，包括大气中二氧化碳丰度也在增加，这些都是早期地球避免冻结的因素。在太阳逐渐炙热的当下，二氧化碳很可能会将地球推向一个更加极端的状态。

地壳运动减缓

事实上，戈德布拉特认为生命消失会彻底打乱气候的平衡。一些模型表明，如果气温上升足够高时，大气中增加的湿度可能引发温室效应失控，即温度越高会导致更多的水气——一种强效的温室气体——继而形成恶性循环并进一步升温。他说：“今天的地球可能就处于这个临界值附近。”

戈德布拉特强调，人类诞生至今已经有数百万年了，事实上我们人类可能已经开始进入一个失控的温室效应中。“在未来极端情况下，气温的升高足以蒸发掉海洋，地球最终的表面温度将会超过1 000摄氏度。金星就是未来无生命地球的现成模板。”

其他科学家则不这么悲观——如果这是在推测未来几十亿年后的事件或许是对的。英国埃克塞特大学的气候模型专家彼得·考克斯（Peter Cox）认为，金星之所以成为一个温室，很可能是其板块构造在演化早期便停止了。而地球的地质构造运动依然是活跃的，将继续通过俯冲的地壳板块运动来“掩埋”大气中过多的二氧化碳，有可能避免一场失控的温室效应。

然而，在没有生命的世界中地壳构造运动可能会减缓。美国斯坦福大学的地球物理学家诺姆·斯利普（Norm Sleep）认为，没有生命，就不会有粘土沉积物。而粘土沉积物在俯冲带中起着润滑剂作用，没有这些，可能足以减缓甚至停止地质构造运动，尽管无生命地球的预测似乎并不令人鼓舞。但是没有生命，地球完全是另外一幅不同的场景：更加炙热、陡峭、紫外线辐射和极端降雨，完全无法居住。当然，除非奇迹发生。事实上，一颗崭新无生命的地球——一个重新开始的场所——最终可能是一种未来新奇生命诞生的最佳场所。

[资料来源：New Scientist][责任编辑：则鸣]