国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

地球氣候變臉記

2021-04-20 12:12:21
奇聞怪事 2021年3期
關(guān)鍵詞:產(chǎn)甲烷菌藍(lán)藻甲烷

我知道,地球已有46億歲了,而人類不過(guò)是個(gè)250萬(wàn)歲的“幼童”。在人類還沒(méi)出現(xiàn)的日子里,地球曾經(jīng)歷過(guò)哪些風(fēng)雨呢?

全球空氣大換血

距今27億年前,當(dāng)時(shí)的地球還是一個(gè)“血?dú)夥絼偂钡那嗄?,脾氣火爆,火山噴發(fā)、地震頻繁以及不時(shí)的“火并”事件(隕石撞擊)讓他顯得“生人勿進(jìn)”。此時(shí)的大氣組成也與其他星球沒(méi)有什么區(qū)別,以水、二氧化碳、氮?dú)狻⒓淄榈葹橹?,完全沒(méi)有氧氣,所以也只存在寥寥無(wú)幾的地球生命,幾乎都是厭氧的原核生物。

但不久后,一種生物的出現(xiàn)改變了這種狀況,地球大氣的成分出現(xiàn)了變化,氧氣含量開(kāi)始增加。在此后大約3億年的時(shí)間里,氧氣含量從約0.02%增加到了約1%~2%。從此,地球開(kāi)始變得獨(dú)一無(wú)二:各種各樣的動(dòng)物和植物開(kāi)始出現(xiàn),變成了生命的樂(lè)園。

這種改變世界的生物就是藍(lán)藻。

當(dāng)時(shí)的地球上,陽(yáng)光、水和占當(dāng)時(shí)空氣大部分比例的二氧化碳等光合作用所需的原料可謂取之不盡、用之不竭,因此,第一種可以進(jìn)行光合作用的生物——藍(lán)藻得以大展身手。不過(guò),這個(gè)改變世界的過(guò)程并不順利,在光合作用出現(xiàn)后的很長(zhǎng)一段時(shí)間里,大氣中都沒(méi)有什么氧氣。因?yàn)?,古海洋中還存在著一種藍(lán)藻的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,那就是產(chǎn)甲烷菌。產(chǎn)甲烷菌進(jìn)行呼吸作用,不斷制造甲烷,甲烷遇到藍(lán)藻產(chǎn)生的氧氣,就會(huì)反應(yīng)生成二氧化碳,氧氣根本沒(méi)有機(jī)會(huì)離開(kāi)海洋進(jìn)入大氣。即使有少部分的氧氣逃離了海洋,也很快被巖石中的鐵和大氣中的氫等元素吸收了,并沒(méi)有發(fā)揮大作用。

即使一直處于下風(fēng),藍(lán)藻也沒(méi)有放棄與產(chǎn)甲烷菌的競(jìng)爭(zhēng),3億年后,命運(yùn)的天平終于開(kāi)始向藍(lán)藻傾斜。隨著時(shí)間的推移,地球的“脾氣”慢慢變得溫和了,地殼運(yùn)動(dòng)趨于平緩,火山活動(dòng)減少,在火山爆發(fā)過(guò)程中大量釋放的鎳元素也開(kāi)始減少。鎳元素是產(chǎn)甲烷菌生存的必要元素,一旦鎳元素不足,產(chǎn)甲烷菌就會(huì)因代謝失衡而死去,因此產(chǎn)甲烷菌的數(shù)量開(kāi)始大幅下降。產(chǎn)甲烷菌數(shù)量的減少給了藍(lán)藻發(fā)展壯大的機(jī)會(huì),甲烷產(chǎn)量減少也使得與之反應(yīng)的氧氣數(shù)量減少,越來(lái)越多的氧氣能逸出海洋進(jìn)入大氣了。

甲烷的減少還使得地球的溫室效應(yīng)進(jìn)一步減弱了,溫度下降,大雨頻頻。巖石表面的鐵氧化物和磷氧化物被雨水沖刷進(jìn)入了海洋,海水的富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)一步促進(jìn)了藍(lán)藻的繁衍和生長(zhǎng),藍(lán)藻的數(shù)量第一次全面壓制了產(chǎn)甲烷菌,至此,地球大氣中的氧氣越來(lái)越多。

當(dāng)然,打敗了產(chǎn)甲烷菌,還有許多生物靠吸入氧氣、呼出二氧化碳生活。再加上地球時(shí)不時(shí)地“鬧脾氣”,氧氣的增加并不是一條直線的。但無(wú)論如何,藍(lán)藻曾靠一己之力改變了地球大氣層。

地球變成雪糕球

6~7億年前,地球曾經(jīng)兩次變成一個(gè)大“雪球”。當(dāng)時(shí)整個(gè)地球都被冰雪覆蓋了,平均氣溫降到了-50℃。全球海洋遭到極端氣候影響,完全冰凍,冰蓋厚度可達(dá)上千米,這一狀態(tài)持續(xù)了數(shù)千萬(wàn)年之久。

為什么地球會(huì)被凍結(jié)?科學(xué)家們還沒(méi)有統(tǒng)一的答案,不過(guò)最廣為人知的理論認(rèn)為,二氧化碳大量減少是地球降溫的主要原因。

在大約9億年前,地球只存在一個(gè)超級(jí)大陸——羅迪尼亞大陸。后來(lái),羅迪尼亞大陸解體成了大量分散的小板塊,這些板塊的出現(xiàn)大大增加了地球上淺海的面積。淺海是藻類生物的發(fā)源地和聚集地,因此淺海面積的擴(kuò)大極大地增加了藻類的數(shù)量,許多二氧化碳被藻類的光合作用給消耗掉了。

到了7.5億年前,解體的羅迪尼亞大陸重新匯聚,形成了岡瓦納超大陸,板塊碰撞處隆起了大批山巒。造山運(yùn)動(dòng)讓地勢(shì)迅速抬升,這讓地表巖石受到風(fēng)化的面積增加了,巖石在風(fēng)化過(guò)程中也消耗了大量的二氧化碳。在這種持續(xù)消耗二氧化碳的過(guò)程中,大氣中二氧化碳的含量迅速下降,帶來(lái)的后果就是氣溫驟降。

在長(zhǎng)達(dá)千萬(wàn)年不見(jiàn)天日的冰天雪地中,以光合作用為主的生物大量滅絕,只有少數(shù)生活在火山附近、赤道附近淺海區(qū)的植物存活了下來(lái)。生物們?cè)谶@些相隔甚遠(yuǎn)的點(diǎn)狀區(qū)域里茍延殘喘,獨(dú)自進(jìn)化,慢慢出現(xiàn)了生殖隔離,沒(méi)有辦法進(jìn)行基因交流。而區(qū)域內(nèi)的近親繁殖則使得生物的突變?cè)黾?,生命力下降?/p>

不過(guò),舊的不去新的不來(lái),地球在凍結(jié)期間積累的物質(zhì)和能量催生了更多的新生命。大雪球時(shí)期,冰川不斷研磨和侵蝕著巖石,大量的巖石碎屑會(huì)隨著冰川水流入大海。這些富含氮磷元素的巖石碎屑是藻類最愛(ài)的美食,為藻類的復(fù)興奠定了基礎(chǔ)。作為生產(chǎn)者的藻類的興盛無(wú)疑能夠帶動(dòng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的大爆發(fā)。此外,由于雪球時(shí)期,許多生物滅絕了,空出了新的生態(tài)位,人均能分到的生活空間和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更多了。多種因素作用下,生物的多樣性在雪球期后快速地恢復(fù)了。

一場(chǎng)大雪后,整個(gè)世界都變了樣。

持續(xù)百萬(wàn)年的暴雨

2.5億年前,地球生物陷入了低谷期,70%的陸生脊椎動(dòng)物和96%的海洋生物在剛剛過(guò)去的大災(zāi)難中滅絕了。幸存下來(lái)的生物獨(dú)享了廣袤的土地和豐富的資源,眼看要過(guò)上好日子了。不料,好景不長(zhǎng),在2.34億年前,地球上突然下起了暴雨,這一下,就是幾百萬(wàn)年,又有不少生物沒(méi)能熬過(guò)這場(chǎng)暴雨。

當(dāng)時(shí)地球的陸地還是一塊整體,我們稱之為盤古大陸。海洋水汽很難穿越寬廣的盤古大陸進(jìn)入到內(nèi)陸,因此盡管沿海濕潤(rùn)多雨,內(nèi)陸卻常年被炎熱與干旱所籠罩。干旱時(shí)間一長(zhǎng),地球就壓不住自己的“脾氣”了,大陸各地的火山開(kāi)始爆發(fā),其中最嚴(yán)重的當(dāng)屬現(xiàn)今美國(guó)的阿拉斯加和加拿大的哥倫比亞省附近的蘭格利亞火山,它一噴發(fā)就是500萬(wàn)年。

恐龍?jiān)诖蟊┯曛嗅绕?/p>

蘭格利亞火山向大氣釋放了大量二氧化碳,溫室效應(yīng)明顯。通過(guò)對(duì)當(dāng)時(shí)化石的氧同位素分析,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)全球氣溫上升了4℃~7℃。高溫使得更多的地表水蒸發(fā),還讓大氣水循環(huán)加速,更加猛烈的季風(fēng)終于將海洋水汽輸送到了內(nèi)陸,整個(gè)大陸都迎來(lái)了期盼已久的大雨。

可是沒(méi)想到的是,這場(chǎng)雨一下就是幾百萬(wàn)年,不僅讓陸地動(dòng)物難過(guò),連樹(shù)木都承受不住地“哭”了。德國(guó)哥廷根大學(xué)的植物學(xué)家萊拉·塞夫拉發(fā)現(xiàn),那個(gè)年代存在許多琥珀化石,這是因?yàn)橹参锓置诔隽舜罅繕?shù)脂。而樹(shù)脂是植物在環(huán)境壓力過(guò)大的情況下分泌出來(lái)進(jìn)行自我保護(hù)的,比如大暴雨時(shí)油脂可以起到隔離水汽、防止?fàn)€根的作用。不過(guò),樹(shù)脂并不是萬(wàn)能的,除了部分針葉植物承受住了大雨的肆虐,其余的植物都死去了。以植物為食的陸地動(dòng)物,比如當(dāng)時(shí)的世界霸主喙頭龍和二齒獸也因此走到了末路。

海洋生物也難逃大雨的威力。在雨水的持續(xù)沖刷下,巖石碎屑和粘土物質(zhì)大量流入海洋,不斷吸收著海洋中的氧氣。再加上二氧化碳和甲烷使得氣溫升高,高溫導(dǎo)致氧氣逸出,海水含氧量下降,厭氧細(xì)菌開(kāi)始在海洋中大量生長(zhǎng),釋放出大量甲烷和硫化氫等氣體。海洋中的植物和動(dòng)物無(wú)法適應(yīng)高溫缺氧的環(huán)境,紛紛倒下了。

不過(guò),這場(chǎng)大暴雨后,也誕生了新的世界霸主——恐龍。在暴雨剛開(kāi)始下的時(shí)間對(duì)應(yīng)的巖石層里,恐龍化石占所有陸地脊椎動(dòng)物的5%,但是到了暴雨快下完的時(shí)候,這個(gè)比例飆升到了90%。此外,在這場(chǎng)幾百萬(wàn)年的雨落下之前,恐龍的祖先蜷縮在盤古大陸最南端,但是雨下完后,它們的足跡遍布了全世界。

看來(lái),一場(chǎng)大雨也足以改變世界。

猜你喜歡
產(chǎn)甲烷菌藍(lán)藻甲烷
液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)
論煤炭運(yùn)輸之甲烷爆炸
水上消防(2020年1期)2020-07-24 09:26:02
南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘藍(lán)藻水華處理舉措
玉米淀粉水解液的制備及對(duì)油藏中產(chǎn)甲烷菌的激活
Gas from human waste
針對(duì)八月高溫藍(lán)藻爆發(fā)的有效處理方案
基于GenBank中16S rRNA分析的產(chǎn)甲烷菌的地域分布特征
農(nóng)藝措施對(duì)稻田土壤產(chǎn)甲烷菌的影響研究進(jìn)展
可怕的藍(lán)藻
未培養(yǎng)技術(shù)在瘤胃產(chǎn)甲烷菌群研究中的應(yīng)用
阿拉善盟| 思茅市| 台中县| 永济市| 石柱| 馆陶县| 乌拉特中旗| 汪清县| 新竹市| 丽水市| 武定县| 砀山县| 遂昌县| 西畴县| 依兰县| 紫金县| 贵德县| 庄河市| 合山市| 锦屏县| 五华县| 鹰潭市| 射阳县| 桦川县| 天镇县| 远安县| 黄山市| 台中市| 崇左市| 深州市| 宜兰县| 桐柏县| 鄯善县| 吕梁市| 凤阳县| 乐昌市| 鄂温| 浮山县| 唐山市| 都兰县| 泸西县|