天文学家们正在发现许多围绕着像太阳一样的恒星运行的系外行星,这大大增加了我们找到类似世界的可能性。但是,即使我们真的找到了,由于一个意想不到的“罪魁祸首”:植物,那个行星的表面看起来像我们地球的机会也非常小。
我们都知道地球的地貌是如何形成的,对吧?海洋和陆地形成,山脉隆起,降水冲刷着地表;河流风化裸露的岩石形成土壤,植物扎根。但是,新的研究表明,这个场景的最后阶段是不对的。维管植物——那些具有木质部和韧皮部等可以传导水的结构的植物——是创造了河流和泥浆的物质,这些河流和泥浆形成了土壤,从而形成了森林和农田。
维管植物是塑造地球表面的主要力量的证据,在今天在线发布的《自然地球科学》的特刊中进行了阐述。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)在其中一篇文章中,英国埃克塞特大学的地球系统科学家蒂莫西·伦顿提出了来自生物地球化学记录的数据,表明大约4.5亿年前维管植物的进化才是真正开始从大气中吸收二氧化碳的原因,比海洋中的生物吸收得更多。结果,全球气温下降,引发了广泛冰川作用和融化的循环,在数百万年的时间里,这将显著地磨砺地球的表面。
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根据新斯科舍省达尔豪斯大学的马丁·吉布林和比利时根特大学的尼尔·戴维斯在另一篇文章中的说法,更令人惊讶的是,维管植物形成了我们今天看到的各种河流,他们分析了追溯到数亿年前的沉积物沉积。在植物时代之前,水以宽阔的水流流过地球的陆地,没有明确的河道。只有当足够的植被生长到将岩石分解成矿物质和泥浆,然后将这些泥浆固定在原地时,河岸才形成并开始引导水流。河道的形成导致了周期性的洪水,洪水将沉积物沉积在广阔的区域,形成了肥沃的土壤。土壤使得树木能够扎根。它们的木质残骸落入河流中,形成了木材堵塞,迅速形成了新的河道,并导致了更多的洪水,形成了一个反馈循环,最终支持了森林和肥沃的平原。
“在植物出现之前,沉积岩几乎不含泥浆,”达尔豪斯大学的地球科学教授吉布林解释说。“但是在植物发育之后,泥浆的含量急剧增加。泥泞的景观大大扩张。一种新的生态空间被创造出来,这是以前不存在的。”
这就引出了宇宙层面的影响。“植物不是行星表面系统的被动乘客,”吉布林说。“它们创造了表面系统。生物改造了环境:一旦植物生长,大气、地貌和海洋都会发展出令人难以置信的复杂性。”因此,正如《自然地球科学》的编辑们在他们特刊的社论中所说,“即使有许多行星可以支持构造活动、流水和对我们所知生命至关重要的化学循环,它们中的任何一个看起来都不太可能像地球。” 因为即使植物真的发芽,它们也会以不同的方式进化,在它们称之为家的星球上创造出不同的表面。