多虧了植物,我們永遠找不到像地球一樣的行星

地球的植物群是形成地球獨特地貌的冰川和河流的幕後功臣

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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。

Mark Fischetti has been a senior editor at 大眾科學 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大眾科學 Mind and 大眾科學 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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