阿基米德、3 萬億棵樹木與宇宙生命

一項對地球樹木總數的新估計表明,之前的估計值低估了七倍,這對理解地球及宇宙其他地方的生命本質具有重要意義

(圖片來源:Ragesoss 原創)

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估算的藝術對人類來說由來已久。公元前三世紀,希臘哲學家阿基米德在《數沙者》中著名地證明了他原則上可以評估宇宙中可以容納的沙粒數量。

為了完成這項工作,他必須對太陽和其他物體的角大小做出一些巧妙的估計,並創造出一種大數數學。

雖然阿基米德可能只是在炫耀,但今天,非常相似的推斷和統計估計程式在我們理解我們周圍的世界(和宇宙)中發揮著極其重要的作用。


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現在,Crowther 等人本週發表在 期刊《自然》上的一項新研究,將其中一些技術應用於樹木數量的問題——地球上到底有多少棵樹?

(圖片來源:原始來源 Ragesoss/維基百科)

在衛星影像和遙感技術的時代,這聽起來像是一個可以輕鬆回答的問題。然而,正如作者所展示的,這些資料的質量僅取決於其地面實況校準。

研究人員應用了來自所有大陸(不包括南極洲,原因顯而易見)超過 429,000 個陸地樹木密度測量值,以填補遙感技術的缺失資訊,因為遙感技術在計算單個植物時解析度有限。您可能會想:什麼時候樹才算樹?這是一個很好的問題,該研究要求“木質莖在胸高處直徑大於 10 釐米”。換句話說,這是一棵相當成熟且生長良好的樹。

最終統計結果估計為 3.04 萬億棵。這個數字是之前最佳估計值(約 4200 億棵)的 7 倍。同樣明顯的是,全球樹木數量每年減少約 150 億棵,這個數字主要歸因於人類活動,如森林砍伐。

使用關於森林覆蓋率的歷史資料追溯這些估計值,似乎在全新世之後(大約 11,700 年前之後),人類可能已將全球樹木數量從原來的水平減少了約 46%——或約 2.6 萬億棵樹。

這項研究既引人入勝(3 萬億確實是一個很酷的數字),又令人沮喪,因為它再次表明,即使這種快速的生態變化幫助我們達到了目前的科技水平,但我們人類並沒有停下來思考其影響

但它也因另一個原因而有趣。我們正處於科學發展的一個特殊階段。我們不僅在追尋我們起源的故事,也在追尋宇宙中其他生命的存在和起源的故事,而且我們比以往任何時候都更接近一些答案。

這項探索的一部分包括將我們對地球生命本質的理解與尋找其他生物圈的跡象相結合,無論是在系外行星上還是在木衛二等冰冷衛星的深處。然而,地球上的樹木剛剛證明,我們在評估我們所居住的星球方面仍然不夠出色。

而且,相對而言,樹木非常容易。它們在地表上,暴露在我們面前。我們可以走來走去數它們。我們可以飛過它們。太陽每天都會方便地照亮它們 24 小時。

那麼地球大陸的地下以及我們知道存在於那裡的龐大微生物群落呢?那麼佔地球 70% 的海洋呢?深海帶不斷揭示新的生物和新的生態系統,但我們幾乎沒有探索過它。

地球表面百分之七十(甚至沒有考慮海洋垂直帶)的面積幾乎是火星整個表面積的 2.5 倍。我們沒有更多地關注這一點似乎很奇怪,因為了解我們的家園星球是尋找其他星球生命的關鍵組成部分。如果我們沒有來自我們自己的宇宙沙粒的真實依據,那麼當我們探測到其他生物圈時,我們將很難執行阿基米德所做的魔法。

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