早期的地球对生命来说非常可怕原文|EvanGough翻译|Linvo地球自大

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原文|EvanGough
翻译|Linvo
地球自大约45亿年前形成以来，经历了漫长而复杂的历史。最初它是一个熔融状的球，后来它冷却并分化。（译者注：行星的分化指的是根据行星体的物理或化学行为，将内部成分分离出来的过程。）月球是由地球和一颗原行星碰撞而形成的。随后海洋形成了，在某个时间点（大约40亿年前）简单生命出现了。
这些都是大致的轮廓，科学家们一直在努力完善地球历史的详细时间表。但是，在这个时间轴上，有许多重要的、人们不太了解的时期。其中一个，就是关于紫外线辐射及其对早期生命的影响。
一项新的研究探索了紫外线辐射对地球早期生命形式的影响，以及它如何塑造我们的世界。
太阳用紫外线辐射轰击地球，这对生命是有害的。紫外线辐射大约占来自太阳辐射的10% 。其中大部分不属于电离辐射，但它仍会损害DNA ，导致晒伤和皮肤癌。
幸运的是，地球的臭氧层是抵御紫外线的屏障。臭氧层在地球表面提供不同程度的紫外线保护，随着季节和纬度的变化而变化。总的来说，它能阻止97%~99%的中频紫外线照射到地球表面。但是，臭氧层的有效性取决于地球大气中的氧含量，而这一含量会随着时间的流逝而波动。地球大气中氧含量最显著的变化发生在“大氧化事件(GOE)” ，而这一事件及其对臭氧的影响是这项新研究的重点。
这项新研究的标题是“修正地球氧化史中关于臭氧含量的较低估值” 。该研究的主要作者是格雷戈里·库克，他是利兹大学物理和天文学学院的博士研究员。这篇论文发表在《皇家学会开放科学》杂志上。
GOE使地球大气中的氧气含量从接近于零的水平上升到现在的大约21% ，这一切发生在大约20~24亿年前。科学家将这一现象归因于蓝藻（被称为蓝绿藻）的出现。蓝藻出现在27亿年前，利用光合作用产生能量。光合作用的副产品就是氧气。

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早在23.3亿年前，大氧化事件（GOE）就开始了，科学家们认为这一时期标志着氧气开始永久存在于大气中。
地球的氧气水平随时间的推移而上下波动，但GOE是历史上地球氧气水平最重要的事件。另一个被命名为“新元古代氧化”的事件可能也在提高地球氧气方面发挥了重要作用。然而，它并不像GOE那样被充分理解，甚至没有得到一致认可。但无论如何，随着氧气含量的增加，臭氧也随之增加。
先前的研究表明，当氧气水平低至1%时，臭氧可以保护地球免受有害辐射。但这项新研究得出了一个不同的结论。它表明：大气需要现在地球5%~10%的氧气来保护生命免受紫外线辐射。
这对地球上的早期生命意味着什么?
“这可能对生命的演化产生了令人着迷的影响。 ”
“我们知道，如果生命暴露在过多的紫外线辐射下，会产生灾难性的影响， ”第一作者库克在一份新闻稿中说。 “例如，它可能导致人类皮肤癌。一些生物体有有效的防御机制，许多生物体可以修复紫外线辐射造成的一些损害。 ”
库克说：“虽然增加的紫外线辐射不会阻止生命的出现或进化，但它可以作为一种选择压力，更好地促使受到更多紫外线辐射的生物体获得优势。 ”
地球气候历史模型是这项研究的基础。这些模型表明：以前对地球表面紫外线水平的估计可能低估了紫外线照射。相反，地球受到的紫外线可能比我们想象的要多十倍。