研究：地球富氧大氣層僅屬暫時現象 約10億年後氧氣枯竭 需氧生物恐全數滅絕模擬逾40萬次 太陽變亮致二氧化碳大降 臭氧層瓦解 僅厭氧微生物能存活

我們每天呼吸的氧氣並非永遠源源不絕。日本東邦大學科學家Kazumi Ozaki與美國喬治亞理工學院科學家Christopher Reinhard的研究指出，地球富含氧氣的大氣層只是行星演化過程中的暫時現象。電腦模擬演算顯示，地球大氣中的氧氣有一天將面臨枯竭，導致所有依賴氧氣生存的生命走向滅絕。

據《經濟時報》報道，研究團隊透過整合氣候動態、生物學及地球化學過程，建構涵蓋大氣、海洋、陸地與生物互動的複雜模型，並進行超過40萬次電腦模擬演算，同時考量太陽隨年齡增長而逐漸變亮、溫度上升的長期趨勢。結果發現，太陽輻射增強會引發地表溫度升高，進而劇烈改變碳循環，使大氣中的二氧化碳濃度大幅下降。當二氧化碳過少時，植物、藻類與細菌的光合作用將難以繼續，最終引發全球性的大氣去氧作用。

在氧氣消失之後，大氣中的氧氣濃度將驟降至極低水平，甲烷濃度則會飆升，導致需要氧氣化學作用維持的臭氧層完全瓦解。根據模擬顯示，地球歷史中「富含氧氣」的階段可能只佔整個地球生命週期的20%至30%，推算地球富氧大氣層約可再維持10億年，此後氧氣將快速且劇烈地流失。

少了臭氧層保護，強烈太陽紫外線將直接貫穿大氣層直擊地面，令地表環境變得極度嚴峻，屆時人類、動物以及絕大多數植物等需氧生物將全數滅絕。地球將倒退回約25億年前「大氧化事件」之前的狀態，僅剩棲息於深海沉積物、沼澤等極端環境中的厭氧微生物能夠繼續生存。

這項研究不僅顛覆人們對地球未來命運的認知，也重塑全球天文學家尋找外星生命的方向。過去科學家在搜尋宜居行星時，大多將「氧氣」與「臭氧」視為判定是否存在生物的核心生物標誌。然而，地球的歷史與未來皆證明，富氧大氣只是行星演化中的短暫篇章，沒有氧氣的環境依然能夠維持生命運作。研究人員因此認為，若要提高發現地外生命的機會，天文學家不能只把氧氣視為生命存在的指標，還應尋找適用於低氧甚至無氧環境的其他生物特徵。
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