24億年前，一場(chǎng)可怕的災(zāi)難，差點(diǎn)把地球上的生命全部送走

在大約24億年前，地球上發(fā)生了一次大氧化事件（Great Oxygenation Event），從名稱就可以看出，這是一次地球上氧氣濃度大幅提升的事件。

對(duì)于現(xiàn)在的我們來(lái)講，這似乎不算什么，但對(duì)于當(dāng)時(shí)地球上的生命而言，這其實(shí)是一場(chǎng)非常可怕的災(zāi)難，以至于它差點(diǎn)把地球上的生命全部送走。下面我們就來(lái)看看這具體是怎么回事。

時(shí)間回到地球的太古宙時(shí)期，那時(shí)地球大氣里主要是二氧化碳、甲烷和一些氮?dú)猓瑤缀醪淮嬖谘鯕狻?/p>

在那個(gè)時(shí)候，地球海洋里就已經(jīng)存在著大量古老的微生物，它們主要分成兩大派系，一派是在海底熱泉口附近扎堆的厭氧細(xì)菌，它們靠著地球內(nèi)部噴出來(lái)的硫化物、地?zé)岷透鞣N礦物質(zhì)過(guò)日子，另一派則生活在淺海，它們已經(jīng)學(xué)會(huì)了利用陽(yáng)光，也就是最初的光合作用。

不過(guò)這些淺海微生物的光合作用和我們今天在生物書上學(xué)到的完全不是一回事，它們其實(shí)是不產(chǎn)氧光合生物，它們利用的是太陽(yáng)光里的紅外光，通常以硫化物、氫氣或有機(jī)小分子作為電子供體，通過(guò)光驅(qū)動(dòng)的電子傳遞過(guò)程進(jìn)行生命活動(dòng)。

然而在那時(shí)的海洋里，還有一種微生物在漸漸地發(fā)展壯大，它們就是藍(lán)細(xì)菌，也就是我們常說(shuō)的藍(lán)藻。

通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的演化，藍(lán)細(xì)菌完成了一項(xiàng)在當(dāng)時(shí)看來(lái)驚天動(dòng)地的技術(shù)升級(jí)，它們演化出了一種全新的手段，能夠捕捉能量更高的紅藍(lán)光，更重要的是，它們嫌硫化氫太稀缺，把目光投向了當(dāng)時(shí)地球上最不缺的東西——水。

藍(lán)細(xì)菌把陽(yáng)光、二氧化碳和水組合在一起，開(kāi)始了自己的新型光合作用。這套機(jī)制效率很高，讓藍(lán)細(xì)菌獲得了源源不斷的能量，但與此同時(shí)，它卻會(huì)產(chǎn)生一種極具破壞力的代謝廢物：氧氣。

正如我們所知，氧氣的化學(xué)性質(zhì)非常活潑，所以一旦氧氣鉆進(jìn)當(dāng)時(shí)那些古老微生物的細(xì)胞里，就很容易會(huì)把細(xì)胞辛辛苦苦組裝起來(lái)的遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)機(jī)器給破壞掉。

可能藍(lán)細(xì)菌自己也沒(méi)想到，它們?yōu)榱烁玫厣妫谷辉斐隽艘粋€(gè)毀滅生命的化學(xué)惡魔。

剛開(kāi)始的時(shí)候，這場(chǎng)災(zāi)難并沒(méi)有立刻席卷全球，這是因?yàn)榈厍蛴兄鴺O其強(qiáng)大的緩沖能力，當(dāng)時(shí)原始海洋里溶解了海量的亞鐵離子，這些鐵離子成了地球的第一道防線，每當(dāng)藍(lán)細(xì)菌排出一點(diǎn)氧氣，這些氧氣就會(huì)立刻和水里的鐵離子結(jié)合，發(fā)生氧化反應(yīng)。

用大白話來(lái)說(shuō)就是，整個(gè)海洋開(kāi)始“生銹”了。在那個(gè)時(shí)候，以藍(lán)細(xì)菌聚集的區(qū)域?yàn)橹行模Ｋ_(kāi)始泛起一縷縷暗紅色，無(wú)數(shù)紅色的氧化鐵顆粒像漫天大雪一樣，在幾億年的時(shí)間里不斷飄落、沉積到海底。

現(xiàn)在的我們?cè)诠爬系貙又邪l(fā)現(xiàn)的那些紅黑相間的條帶狀鐵構(gòu)造，其實(shí)就是當(dāng)年這場(chǎng)長(zhǎng)達(dá)“全球海洋大生銹”留下的印記。

在這個(gè)階段，藍(lán)細(xì)菌其實(shí)過(guò)得也很不好，因?yàn)樗鼈冏约弘m然演化出了產(chǎn)氧光合作用，但還沒(méi)來(lái)得及演化出抗氧化的防護(hù)外殼。

這就導(dǎo)致了一個(gè)悲慘的循環(huán)：藍(lán)細(xì)菌大量繁殖，瘋狂排氧，結(jié)果把周邊的海水染成劇毒，然后，它們自己就被自己排出的有毒廢氣成片成片地毒死，等到它們死得差不多了，海洋里的鐵離子再把多余的氧氣清除掉，環(huán)境稍微恢復(fù)一下，下一批藍(lán)細(xì)菌又卷土重來(lái)，繼續(xù)重復(fù)這個(gè)繁榮、排毒、然后被毒死的循環(huán)。

在一次次的循環(huán)中，藍(lán)細(xì)菌內(nèi)部終于發(fā)生了一次決定性的演化，那就是一部分幸運(yùn)兒搗鼓出了對(duì)抗氧氣的保護(hù)機(jī)制，它們可以頂著氧氣的毒性活得更久，繁殖得更快，讓它們被毒死的速度開(kāi)始趕不上繁殖的速度了。

更糟糕的是，海洋里的鐵離子不是無(wú)限的，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的消耗，海洋里的亞鐵離子終于被徹底榨干，而沒(méi)有了鐵離子這個(gè)吸氧海綿，多余的氧氣開(kāi)始不斷地聚集，于是地球大氣和海洋中的氧氣就越來(lái)越多，真正的災(zāi)難也就開(kāi)始了。

隨著洋流和大氣把氧氣送往地球上的各個(gè)角落，一個(gè)又一個(gè)的生物群落遭到了毀滅性的打擊。

一方面，氧氣會(huì)將它們直接毒死，另一方面，氧氣還把深海熱泉噴出來(lái)的硫、鐵、錳等關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)素氧化鎖死，變成無(wú)法吸收的沉淀物，所以那些僥幸沒(méi)被毒死的厭氧生物，也會(huì)在這場(chǎng)災(zāi)難中被大量餓死。

然而更可怕的事情還在后面，因?yàn)榇髿庵醒鯕鉂舛鹊牟粩囡j升，最終導(dǎo)致了地球氣候的徹底崩盤。

在那個(gè)時(shí)候，雖然太陽(yáng)還沒(méi)有現(xiàn)在這么亮（因?yàn)槟菚r(shí)的太陽(yáng)核聚變還沒(méi)那么猛烈），但地球卻依然溫暖，這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的大氣層里存在著大量的溫室氣體。

它們主要有兩種，一種是我們熟悉的二氧化碳，另一種則是甲烷，相比之下，甲烷的溫室效應(yīng)要強(qiáng)得多，單位質(zhì)量的甲烷捕獲熱量的能力可以是二氧化碳的數(shù)十倍。

然而在藍(lán)細(xì)菌的不懈努力下，大氣中的二氧化碳被源源不斷地消耗，它們釋放出的氧氣又逐漸將甲烷氧化殆盡，不巧的是，當(dāng)時(shí)地球火山運(yùn)動(dòng)也長(zhǎng)時(shí)間地處于非常微弱的狀態(tài)，無(wú)法為地球大氣補(bǔ)充溫室氣體……

失去了溫室氣體，地球的氣溫也不斷下降，大量的冰雪從兩極出發(fā)，就像一支冷酷的白色大軍一樣朝著赤道區(qū)域不斷挺進(jìn)。

由于白色的冰雪具有很高的反照率，它們會(huì)把太陽(yáng)光大量地反射回太空，因此就形成了一個(gè)可怕的正反饋，即天氣越冷，冰雪越多，冰雪越多，反射的光越多，地球就變得更冷。

就這樣，隨著溫室氣體不斷減少，地球的保溫能力持續(xù)下降，全球氣溫一路走低。終于，在大約24億年前，厚厚的冰雪覆蓋了幾乎整個(gè)星球，使得地球被像凍成了一個(gè)巨大的雪球，而這一凍，就是整整3億年的時(shí)間。

3億年是什么概念呢？這樣說(shuō)吧，如果從現(xiàn)在往回倒3億年，那么恐龍都還沒(méi)有在地球上出現(xiàn)……

這段漫長(zhǎng)的冰封時(shí)期被稱為“休倫冰期”（Huronian glaciation），在此期間，地球上幾乎沒(méi)有任何季節(jié)更替，到處都是冰天雪地以及與之相伴的無(wú)盡嚴(yán)寒。

如此惡劣的環(huán)境使得地球生命不斷地死去，根據(jù)科學(xué)家的推測(cè)，當(dāng)時(shí)地球上的生物量暴跌了90%以上，最高估計(jì)值可達(dá)99%之多，差點(diǎn)就把地球上的生命全部都送走了。

幸運(yùn)的是，一些罕見(jiàn)的火山周邊、地?zé)釡厝蛘弑w偶爾裂開(kāi)一線生機(jī)的狹窄海灣等特殊區(qū)域，保住了少量生命的火種，而在那些冰層觸及不到的無(wú)氧深海極少數(shù)角落，也有少量古老的厭氧生物在通過(guò)類似冬眠的方式熬過(guò)這漫漫長(zhǎng)夜。

3億年后，地球的火山運(yùn)動(dòng)開(kāi)始逐漸活躍起來(lái)，在幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)年的積蓄之后，久違的溫室效應(yīng)終于再次顯威。

于是厚重的冰層開(kāi)始瓦解、融化，其形成的洪水裹挾著陸地上的大量礦物質(zhì)沖進(jìn)海洋，當(dāng)陽(yáng)光重新灑在波光粼粼的海面上時(shí)，地球上的生命終于迎來(lái)了屬于它們的黎明。