多亏了植物,我们永远找不到像地球一样的行星

地球的植物群是形成地球独特地貌的冰川和河流的幕后功臣

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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。

Mark Fischetti has been a senior editor at 大众科学 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大众科学 Mind and 大众科学 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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