日本研究出地球生命的生存機率

2020-09-05 技術力量


日本東京城市大學昨天公布了一項研究結果，通過對海洋化石的信息進行分析，科學家發現地球上的生命起源於40億年前，但僅有15%的機率可以存活到今天而不滅絕。

東京城市大學研究員津村浩二博士表示，最近發現了太陽系外行星，他的研究成果有可能被用來估計太陽系外生命所在天體的數量，並尋找系外行星上的生命跡象。

40億年後可能有85%的機率滅絕


地球上曾發生過多次大規模的滅絕，導致許多物種在短時間內滅絕。 中生代白堊紀末期（大約6600萬年前）發生了的恐龍和其它物種的滅絕。研究結果表明，古生代泥盆紀末期（約3.59億年前）發生的大規模滅絕可能是由發生在離太陽系較近的超新星爆炸引起的。

津村根據過去5.4億年來的海洋生物化石資料庫，分析了大滅絕的規模和頻率。他發現：從5.4億年前到現在，地球上的生命沒有滅絕而存活下來的概率約為76%。不過，雖然地球上的生命被認為起源於大約40億年前，但從5.4億年前的年齡來看，並沒有足夠的資料，所以生命的誕生與分析中所關心的年齡之間有大約35億年的差距。

因此，津村團隊根據最近5.4億年的資料，假設大規模滅絕的頻率在40億年內保持不變，並估算了從地球上有生命開始到現在不滅絕的生存概率。研究人員估計，地球上的生命在沒有滅絕的情況下生存的概率約為15%。 換句話說，地球上的生命不可能存活到今天，有一個概率，大約是85%。

可能適用於尋找地外生命的情況


近年來，有人提出，生命可能存在於非地球天體的地下，比如圍繞木星和土星運行的冰衛星，以及與宿主星（恆星）運行距離適中的系外行星。 但是，由於地球是目前人類已知的唯一生命，所以很難估計哪些天體含有生命，宇宙中含有生命的天體有多少。

津村博士在演講中提到，如果我們假設從生命誕生到人類（智慧生命）進化之間的40億年對整個宇宙來說都是一樣的，那麼他所估計的地球生命在40億年內沒有滅絕的15%的概率也可以應用於尋找外星生命。

這種規律類似著名的德雷克方程式，估計銀河系中能夠與人類交流的天體數量，需要7個值才能得到解。

德雷克方程式如下：


  • N代表銀河系內可能與我們通訊的文明數量
  • R*代表銀河內恆星形成的數量
  • fp代表恆星有行星的可能性
  • ne代表可能發展出生命的行星的平均數
  • fl代表以上行星發展出生命的可能性
  • fi代表演化出高智生物的可能性
  • fc代表該高智生命能夠進行通訊的可能性
  • L代表該高智文明的預期壽命

津村博士提出將這一研究成果用於其中的fi，即，生命演化為智慧生命的概率。

在尋找系外行星生命的過程中，大氣層中氧氣和臭氧的存在引起了人們的關注，這兩者認為是地球上植物等能夠進行光合作用的生命的標誌。 根據這一研究成果，日本宇宙航空研究開發機構空間信息中心推斷，在地球上的氧氣濃度急劇上升之前，地球上的生命進化並成為光合作用而不滅絕的概率估計約為50%，這證明，如果生命誕生在太陽系外，約有一半是光合作用。因此，在地球上的氧氣濃度急劇上升之前，有可能不會滅絕。

《科學報告》發表了這項研究成果。

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