雪球地球

地球在大約45.4億年前形成，幾億年后，地球上就已經(jīng)進(jìn)化出了生命。自那時(shí)起，生命在地球上蓬勃發(fā)展，不斷進(jìn)化，使得它們能夠在地球上幾乎所有的環(huán)境生態(tài)位中找到生存之道。

但在地球形成大約20億年之后，也就是距今25億年前，地球上的生命幾乎滅絕，其元兇就是如今幾乎所有的地球生命都離不開的生存要素——氧氣。在那時(shí)，大氣中的氧氣濃度突然大幅度升高，這種氣體對(duì)于當(dāng)時(shí)的生物體是致命的，這就是大氧化事件。

自大氧化事件發(fā)生數(shù)億年來，地球的溫度逐漸下降，最終進(jìn)入了最為嚴(yán)重的冰河時(shí)期——休倫冰河時(shí)期，整個(gè)地球表面都被冰凍，形成“雪球地球”。這場(chǎng)災(zāi)難幾乎徹底毀滅了當(dāng)時(shí)的地球生命，此后的地球迎來了另一番景象。

藍(lán)藻細(xì)菌

最初的地球上并沒有氧氣，所有的地球生命都是厭氧生物。直到35億年前，地球上出現(xiàn)了最早的光合作用生物——藍(lán)藻細(xì)菌。這種原核生物能夠利用太陽能、二氧化碳和水進(jìn)行光合作用，同時(shí)排出廢氣——氧氣，這種氣體對(duì)于厭氧生物來說是致命的有毒氣體。

到了25億年前，藍(lán)藻細(xì)菌在地球的海洋中大規(guī)模繁殖，它們的數(shù)量呈指數(shù)式的增長(zhǎng)。藍(lán)藻細(xì)菌向大氣中排放出了大量的氧氣，大氣中的氧氣濃度急劇升高，從而導(dǎo)致當(dāng)時(shí)的厭氧生物大規(guī)模滅絕。

那么，大氧化事件又是如何導(dǎo)致整個(gè)地球被冰封呢？

太陽的光度會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸增加，因?yàn)楦氐暮ぴ雍藭?huì)在中心逐漸積累起來，使得太陽的核心不斷坍縮，從而加快氫核聚變的速率，導(dǎo)致太陽的溫度逐漸升高。在太陽剛剛形成時(shí)，早期太陽的輻射功率只有現(xiàn)在的80%。

在大氧化時(shí)期，太陽的光度仍然比現(xiàn)在低了一些，所以地球接收到的熱量也會(huì)更少。但那時(shí)地球大氣中的甲烷濃度比較高，而甲烷是一種強(qiáng)烈的溫室氣體，可以給地球起到保溫作用，所以那時(shí)的地球也不會(huì)很冷。

由于大氧化事件導(dǎo)致氧氣濃度大幅度升高，大量的氧氣會(huì)消耗掉甲烷，失去了甲烷的溫室效應(yīng)，地球的溫度開始大幅度降低。隨著地球表面被冰雪覆蓋的區(qū)域越來越大，地球接收到的熱量也會(huì)越來越少，因?yàn)榈厍虻目偡瓷渎试谥饾u升高。最終，地球進(jìn)入了休倫冰河時(shí)期，整個(gè)地球被冰封長(zhǎng)達(dá)3億年。

大氧化事件

盡管這對(duì)地球上的生命來說是災(zāi)難性的，但地球生命并沒有因此而完全消失。藍(lán)藻菌繼續(xù)在地球上繁衍生息，而其他較小的生物種群面對(duì)巨大的自然選擇壓力和不斷變化的環(huán)境，朝著不同的方向進(jìn)化。更復(fù)雜的生物，積累了大量的基因和新的能力，它們生存的機(jī)會(huì)更高，因?yàn)樗鼈兏苓m應(yīng)變化。

與此同時(shí)，火山繼續(xù)在冰層下噴發(fā)。這些二氧化碳的積累會(huì)增加大氣中的溫室效應(yīng)，而同時(shí)產(chǎn)生的火山灰又會(huì)降低地球的反射率，地球的溫度逐漸升高，最終擺脫這個(gè)冰川時(shí)代。

在休倫冰河時(shí)期結(jié)束之后，地球上出現(xiàn)了最早的真核生物。最終，原始的真核生物逐漸演化成了后來的原生生物、植物、真菌和動(dòng)物。

如果氧氣沒有破壞早期地球的富含甲烷大氣層，沒有摧毀當(dāng)時(shí)的優(yōu)勢(shì)物種，沒有讓其他新的生物得以進(jìn)化，那么，包括人類在內(nèi)的各種復(fù)雜生命很有可能就不會(huì)出現(xiàn)在地球上。