深吸一口气。刚刚通过您的嘴或鼻孔进入的空气中,约有 20% 是氧气——地球上大多数生命生存所需的气体。然而,如果您在大约 18.7 亿年前吸入这口气,您就会一命呜呼。
直到最近,人们对当时大气中氧气的丰度知之甚少,那时微生物是地球上唯一的生命。现在,在加拿大北部进行实地考察的地质学家首次证实,当时的氧气极其稀少。
生命在如此低的氧气水平下依然蓬勃发展这一事实,给寻找外星生命的科学家们带来了一个难题。耶鲁大学生物地球化学家、7 月份发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences USA) 上新研究的共同作者诺亚·普拉纳夫斯基解释说,行星大气中存在氧气被认为是可能存在生命的明显迹象。但是,如果氧气浓度极低的环境仍然可以支持生命,那么旨在探测大量氧气的太空望远镜可能永远无法找到这种生命。“即使[这样的行星]充满了复杂的生命,从遥远的可探测性角度来看,它们也可能显得像是死寂的行星,”普拉纳夫斯基说。
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普拉纳夫斯基和他的团队测试了岩石中铈元素的浓度,铈元素可以作为古代氧气水平的替代指标。氧气与海水中的铈结合并将其去除,从而减少沉积岩中沉积的铈。该团队报告称,测得的铈水平对应于大约是目前大气氧气水平 0.1% 的氧气浓度。
普拉纳夫斯基说,这些硬数据应该有助于为下一代旨在寻找其他世界生命的望远镜的建造提供信息。加州大学河滨分校的天体生物学家爱德华·施维特曼表示,目前正在研发的望远镜,例如 NASA 的詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST),无法探测到如此低浓度的氧气。施维特曼没有参与这项工作。
未来的太空望远镜任务可能会更好地探测低氧浓度。目前,在夜空中扫描外星生命的 E.T. 的研究人员不应屏住呼吸。