地球氧氣會耗盡，科學家算出僅餘時間，需氧生物將滅絕。(NASA)
我們每天呼吸的氧氣並非永遠源源不絕。日本東邦大學(Toho University)科學家Kazumi Ozaki與美國喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)科學家Christopher Reinhard的研究指出，地球富含氧氣的大氣層只是行星演化過程中的暫時現象。電腦模擬演算顯示，地球大氣中的氧氣有一天將面臨枯竭，導致所有依賴氧氣生存的生命都走向滅絕。
《經濟時報》(The Economic Times)報道，研究團隊透過整合氣候動態、生物學及地球化學過程，建構出涵蓋大氣、海洋、陸地與生物互動的複雜模型，並進行超過40萬次的電腦模擬演算，並考量了太陽隨年齡增長而漸漸變亮、溫度上升的長期趨勢。結果發現，太陽輻射增強會引發地表溫度升高，進而劇烈改變碳循環，使大氣中的二氧化碳濃度大幅下降。當二氧化碳過少時，植物、藻類與細菌的光合作用將難以繼續，最終將會引發全球性的大氣去氧作用(Deoxygenation)。在氧氣消失之後，大氣中的氧氣濃度將驟降至極低水平，而甲烷濃度則會飆升，導致需要氧氣化學作用維持的臭氧層完全瓦解。根據模擬顯示，地球歷史中「富含氧氣」的階段可能只佔整個地球生命週期的20%至 30%，推算地球富氧大氣層約可再維持10億年，此後氧氣將快速且劇烈地流失。
料地球僅剩厭氧微生物繼續生存
少了臭氧層的保護，強烈的太陽紫外線將直接貫穿大氣層直擊地面，讓地表環境變得極度嚴峻，屆時人類、動物以及絕大多數植物等需氧生物將全數滅絕。地球將倒退回約25億年前「大氧化事件」(Great Oxidation Event)之前的狀態，僅剩棲息於深海沉積物、沼澤等極端環境中的厭氧微生物能夠繼續生存。
這項研究不僅顛覆了人們對地球未來命運的認知，也重塑了全球天文學家尋找外星生命(Exoplanets）的方向。過去科學家在搜尋宜居行星時，大多將「氧氣」與「臭氧」視為判定是否存在生物的核心生物標誌(Biosignatures)。然而，地球的歷史與未來皆證明，富氧大氣只是行星演化中的短暫篇章，沒有氧氣的環境依然能夠維持生命運作。研究人員因此認為，若要提高發現地外生命的機會，天文學家不能只把氧氣視為生命存在的指標，還應尋找適用於低氧甚至無氧環境的其他生物特徵。