天文學家們正在發現許多圍繞著像太陽一樣的恆星執行的系外行星,這大大增加了我們找到類似世界的可能性。但是,即使我們真的找到了,由於一個意想不到的“罪魁禍首”:植物,那個行星的表面看起來像我們地球的機會也非常小。
我們都知道地球的地貌是如何形成的,對吧?海洋和陸地形成,山脈隆起,降水沖刷著地表;河流風化裸露的岩石形成土壤,植物紮根。但是,新的研究表明,這個場景的最後階段是不對的。維管植物——那些具有木質部和韌皮部等可以傳導水的結構的植物——是創造了河流和泥漿的物質,這些河流和泥漿形成了土壤,從而形成了森林和農田。
維管植物是塑造地球表面的主要力量的證據,在今天線上釋出的《自然地球科學》的特刊中進行了闡述。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)在其中一篇文章中,英國埃克塞特大學的地球系統科學家蒂莫西·倫頓提出了來自生物地球化學記錄的資料,表明大約4.5億年前維管植物的進化才是真正開始從大氣中吸收二氧化碳的原因,比海洋中的生物吸收得更多。結果,全球氣溫下降,引發了廣泛冰川作用和融化的迴圈,在數百萬年的時間裡,這將顯著地磨礪地球的表面。
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根據新斯科舍省達爾豪斯大學的馬丁·吉布林和比利時根特大學的尼爾·戴維斯在另一篇文章中的說法,更令人驚訝的是,維管植物形成了我們今天看到的各種河流,他們分析了追溯到數億年前的沉積物沉積。在植物時代之前,水以寬闊的水流流過地球的陸地,沒有明確的河道。只有當足夠的植被生長到將岩石分解成礦物質和泥漿,然後將這些泥漿固定在原地時,河岸才形成並開始引導水流。河道的形成導致了週期性的洪水,洪水將沉積物沉積在廣闊的區域,形成了肥沃的土壤。土壤使得樹木能夠紮根。它們的木質殘骸落入河流中,形成了木材堵塞,迅速形成了新的河道,並導致了更多的洪水,形成了一個反饋迴圈,最終支援了森林和肥沃的平原。
“在植物出現之前,沉積岩幾乎不含泥漿,”達爾豪斯大學的地球科學教授吉布林解釋說。“但是在植物發育之後,泥漿的含量急劇增加。泥濘的景觀大大擴張。一種新的生態空間被創造出來,這是以前不存在的。”
這就引出了宇宙層面的影響。“植物不是行星表面系統的被動乘客,”吉布林說。“它們創造了表面系統。生物改造了環境:一旦植物生長,大氣、地貌和海洋都會發展出令人難以置信的複雜性。”因此,正如《自然地球科學》的編輯們在他們特刊的社論中所說,“即使有許多行星可以支援構造活動、流水和對我們所知生命至關重要的化學迴圈,它們中的任何一個看起來都不太可能像地球。” 因為即使植物真的發芽,它們也會以不同的方式進化,在它們稱之為家的星球上創造出不同的表面。