生命是顽强的。一些科学家认为,地球上最古老的生命形式可以追溯到40亿年前。那时,我们的星球仍在遭受巨大小行星的撞击。但生命依然顽强地存在。纵观地球的历史,它经历了各种各样的灾难。各种灭顶之灾——从超新星爆发、小行星撞击到巨大的火山喷发和突然的气候变化——都曾杀死无数生命。有时,这些大规模灭绝甚至消灭了地球上绝大多数物种。
然而,生命总能反弹。新物种不断涌现。循环往复。
那么,要彻底消灭地球上的所有生命需要什么呢?事实证明,尽管人类可能出奇地脆弱,但要将整个星球彻底消毒并非易事。尽管如此,以下只是一些可能导致地球上所有生命永久灭绝的末日事件——而最后一项很可能是不可避免的。

这张艺术插图突显了小行星撞击行星时释放的巨大能量。(图源:muratart/Shutterstock)
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小行星撞击末日
6600万年前,当一座城市大小的小行星撞击墨西哥湾时,恐龙以及当时地球上大多数其他物种的末日来临了。虽然我们人类的祖先那时还没有进化出来,但这次撞击可能是人类历史上最重要的事件。没有这次小行星撞击,恐龙可能仍然统治着地球,而我们哺乳动物则仍然躲藏在阴影中。
然而,人类并不总能从这些随机事件中获胜。未来的一次小行星撞击同样可以消灭地球上的所有人。幸运的是,这种情况不太可能很快发生。根据宇宙撞击的地质记录,地球大约每1亿年会被一颗大行星撞击一次,据NASA称。然而,较小的行星撞击随时都在发生。甚至有证据表明,在过去几千年里,有些人可能死于小型陨石撞击。
但是,我们的星球遭受足够大的、足以灭绝所有地球生命的行星撞击的可能性有多大呢?2017年发表在《自然》杂志上的模拟表明,要实现这样的壮举,需要一个真正的巨型太空岩石。要杀死地球上所有生命,需要一次足以将海洋煮沸的撞击。只有像谷神星和灶神星这样太阳系中最大的行星才有足够大的体积做到这一点。有证据表明,初生的地球曾被一颗名为忒伊亚(Theia)的巨大行星撞击过。但如今,如此巨大的天体碰撞的几率极小。

上海自然博物馆展出的三叶虫化石,三叶虫是地球最早的节肢动物之一。三叶虫在奥陶纪统治着世界。(图源:AKKHARAT JARUSILAWONG/Shutterstock)
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缺氧死亡
要更可能地一窥可能改变地球的灾难,我们需要回顾遥远的过去。
近25亿年前,一场名为大氧化事件的时期,造就了我们现在赖以呼吸的可呼吸大气。蓝藻(有时被称为蓝绿藻)的爆发向大气中注入了氧气,创造了一个能够孕育多细胞生命并最终让人类得以呼吸的世界。
然而,地球上的一次大灭绝事件——4.5亿年前的晚奥陶世大灭绝——很可能是由于其反面发生了。地球在数百万年的时间内经历了氧气水平的急剧下降。
是什么导致了如此极端的事件?在奥陶纪,大陆聚集在一起形成了一个名为冈瓦纳(Gondwana)的巨大陆块。地球上的大多数生命仍然生活在海洋中,但陆地上植物开始出现。然后,在奥陶纪末期,一次大范围的气候变化导致这块超级大陆被冰川覆盖。仅凭全球变冷就足以开始杀死物种。
但随后,随着氧气水平骤降,第二次灭绝浪潮席卷而来。科学家们从世界各地的海底样本中看到了这一变化的证据。一些研究人员认为,冰川改变了海洋的分层,而海洋具有独特的温度和特定的氧等元素浓度。然而,氧气下降的确切原因仍有待争论。
无论原因如何,结果是,据一些估计,晚奥陶世大灭绝导致地球上超过80%的生命死亡。
那么,这种情况以前发生过,但缺氧事件会再次发生吗?与今天形成一种令人不安的对比,参与近期《自然·通讯》研究的研究人员表示,气候变化已经导致我们海洋中的氧气含量下降,可能导致海洋物种灭绝。

这张插图展示了被称为伽马射线暴(gamma-ray bursts)的明亮光束可能源于双星系统。(图源:University of Warwick/Mark Garlick)
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伽马射线暴灭绝
即使晚奥陶世大灭绝是由突如其来的全球变冷引发的,但这一切又是从何而起的呢?多年来,许多天文学家曾提出罪魁祸首可能是伽马射线暴(GRB)。
伽马射线暴是神秘的事件,似乎是宇宙中最暴力、能量最高的爆炸,天文学家怀疑它们与极端超新星有关。然而(幸运的是),我们还没有近距离观测到一次爆发,足以完全了解其原理。到目前为止,伽马射线暴仅在其他星系被发现。
但如果它在银河系中发生,就像过去很可能发生过的那样,它可能会导致地球上发生大规模灭绝。一个指向我们的伽马射线暴可能只持续10秒左右,但在如此短的时间内就可能破坏地球至少一半的臭氧层。正如人类在过去几十年中所学到的,即使是相对少量臭氧损耗也足以削弱我们星球的天然防晒霜,造成严重问题。如果大范围地破坏臭氧,可能会对食物链造成巨大破坏,导致大量物种灭绝。
伽马射线暴将摧毁海洋上层生物,而海洋上层生物目前为我们的大气层提供了大量的氧气。而且,事实证明,伽马射线也会分解大气中的氧气和氮气。这些气体会被转化为二氧化氮,而二氧化氮就是我们熟知的、遮蔽了污染严重城市上方阳光的雾霾。这种雾霾覆盖整个地球将阻挡阳光,并引发全球冰河时代。

最终,老化太阳的辐射将变得如此强烈,以至于它会消除地球大气中的氧气。(图源:NASA/SDO)
NASA/SDO
太阳的终结
以上任何一种毁灭性场景,尽管对生命来说无疑是可怕的,但与未来地球的最终命运相比,它们只是一小部分。无论是否发生伽马射线暴,根据3月份发表在《自然·地球科学》杂志上的另一项研究,大约10亿年后,地球上大多数生命最终都会因为缺氧而死亡。
研究人员提出,我们富含氧气的大气层并不是地球的永久特征。相反,在大约10亿年后,太阳活动将导致大气中的氧气水平急剧下降,回到大氧化事件之前的水平。为了确定这一点,作者结合了气候模型和生物地球化学模型,模拟了随着太阳老化并释放出更多能量,大气会发生什么。
他们发现,最终,地球会达到大气二氧化碳分解的点。届时,产氧的植物和依赖光合作用的生物将灭绝。我们的星球将没有足够的生命形式来维持人类和其他动物所需的富氧大气。
确切的开始时间和持续时间——缺氧过程可能只需1万年——取决于广泛的因素。但最终,作者认为这场灾难对地球来说是不可避免的。
幸运的是,人类还有另外10亿年的时间来想出其他计划。














