地球是个生命体?:地球是个生命体
时间：2019-02-26 05:36:25 来源：千叶帆 本文已影响人
为何只有地球有生命? 长久以来有个问题一直在困惑着大多数科学家:为什么太阳系里只有地球不冷不热,恰到好处地适合生命的生存和繁衍,而其它星球不是太热就是太冷,都不适合生命的生存?一般的解释是,这纯属地球运气好,与太阳的距离适中,所以地球能保持适当的温度和拥有液态的水,为生命的产生提供了条件。不过此说却不能解释为什么较地球离太阳更近的金星和火星,却一个热得要命,一个冷得要死。金星是一个在大小和原始化学性质方面与地球十分相似的行星,但它的表面却有高达摄氏四百多度的高热,科学家们认为,这主要是由于金星周围大气中含量极高的二氧化碳产生的“超级温室效应”造成的。
然而令人不解的是,当地球初有生物时,其大气中的二氧化碳浓度也高达98%,但却没有产生像金星一样强烈的温室效应,变成与金星一样寸草不生的火炉,而是变成了一年四季都适宜于生命生长的天然乐园,这是为什么呢?
据测定,今天的太阳和38亿年前地球初有生命时相比,所发出的光和热都增加了20%至30%,但今天的地球非但没有因此而变热,相反更加凉快了,从当初平均25℃下降到了今天的平均只有15℃左右,这又是为什么呢?
地球是一个有机体
英国科学家詹姆士・洛夫罗克提出了一种叫“盖亚假说”的新理论,此假说企图从地球与地球生物之间的相互作用原理,说明何以只有地球有生命存在这一科学难题。
洛夫罗克怀疑这是由于地球有一个强有力的自我调节系统在发挥作用的缘故。地球之所以没有遭受像金星一样的“超级温室效应”,关键在于地球生物本身。因为最早出现的地球生物是依靠二氧化碳生活的藻类和细菌,它们消耗了空气中大量的二氧化碳,从而削弱了温室效应。这些生物在进行光合作用的同时也释放了大量的氧气,越积越多的氧气也能与温室气体甲烷发生化学作用,将它们从空气中除去,从而使得温室效应减弱。根据15亿年前的地质资料分析,这种机制可能是导致地球出现第一个冰河期的直接原因。当空气中的氧气积聚到一定浓度时,例如超过25%,地球丛林就很容易发生自燃酿成森林大火,森林大火不但消耗了空气中的氧气,而且同时也烧掉了许多地上的和地下的释氧有机物,加上太阳日复一日的照射,地球便又逐渐回暖了。有趣的是,新生的生物中有相当一部分发生了变化,学会了依靠氧气来维持生命,于是二氧化碳的温室效应和氧的致冷作用便趋于平衡,地球也就因此得以保持了相对稳定的有利于生物繁衍生长的凉热状态。
洛夫罗克认为地球与地球生物之间充满着许多这样的反馈系统,正是由于这些反馈调节作用,才使我们地球有了今天的生存条件。例如他和美国华盛顿大学的科学家罗伯特・查尔逊合作提出的另一个反馈系统是关于浮游生物的。根据他俩的研究,地球高层云的形成是由于浮游生物等释放的二甲硫形成的硫粒子吸附大量的水汽造成的。厚厚的高层云能将地球严密地遮蔽起来,把大量的太阳辐射反射回太空去。从而让地球保住它现有的凉热状态。
洛夫罗克和他的长期合作者、美国麻省理工学院的连因・马克利斯相信,地球的发展是和达尔文的进化论相符合的。地球就像一个活的巨大有机体,在它上面,所有的生物在生存之余都无意识地参与了制造有利于生命繁衍环境的创造性活动,从而促进了地球生物的健康发展。
当洛夫罗克把他的理论讲给他的邻居、诺贝尔文学奖获得者威廉・戈尔丁听时,这位博学多才的作家建议他用古希腊大地女神盖亚的名字来命名他的新理论,洛夫罗克欣然接受了。
用盖亚假说改造火星
1969年,洛夫罗克首次在一个科学会议上介绍了他的盖亚假说,立即引起激烈争论。消息一传出,一些工业界人士甚是喜欢这个假说。因为它似乎暗示地球即使继续受到工业污染,仍能靠着自我调节而生存下去。但环境保护主义者却反对盖亚假说。
当然洛夫罗克本人也并不同意工业界人士的推论。他说工业污染虽然不会毁灭地球,但可能会毁灭人类。到那时,主宰地球的将是一些较能抵抗污染的其他动物。19年后,当科学家们再次聚会圣地亚哥时,他们对盖亚假说仍是褒贬不一。在许多科学家眼里,盖亚假说是荒诞不经的,英国生物学家道金斯批驳说:“地球不可能是个活的巨大有机体,因为至少地球不会繁殖。”支持者则认为:“盖亚假说的确是个卓越而有说服力的理论,它使平日各自为政的科学家例如生物学家、地球化学家、大气科学家等聚在一起,共同探讨生物与地球是如何相互作用的这个深奥问题,意义深远。”
洛夫罗克和科学杂志撰稿人迈克尔・阿拉比合作,还提出了一个大胆的幻想式科学计划,来验证盖亚假说:由于目前的研究结果显示寒冷的无生命的火星所吸收的阳光足够维持生命,所以可以利用盖亚假说,在火星上创造出生命。具体做法是先把大量的氯氟烃气体注入火星的大气层中,制造出极强的温室效应,使火星逐渐变暖,冰水流动。然后把取自地球南极洲干涸河谷中生命力极强又耐寒的靠二氧化碳和光合作用为生的微生物送到火星上,让它们大量繁殖。只要这些微生物真能生存下来,就能证明盖亚假说是有道理的。同时,这些微生物在若干年后创造的生存环境将和地球差不多,既温暖适宜又充满氧气,完全适宜人类居住。
这个计划引起了美国加州维尤山艾米斯研究中心的科学家们的关注。目前他们已开始研究能否像洛夫罗克所说的那样把氯氟烃气体注入火星大气中。据他们估计如果一切顺利的话,不出一个世纪,人类可以把火星改造成另一个地球。
(刘大鹏荐自《大科技》)
