讓我們經(jīng)歷一次地球演化的時(shí)間旅行，看看我們的地球在外星天文學(xué)家眼中是如何度過(guò)不同演化階段的。這些地球演化史的資料，可以在我們使用NASA計劃中的“類(lèi)地行星搜尋太空望遠鏡”，或者更先進(jìn)的“生命搜尋陣列”搜索類(lèi)地行星行動(dòng)中，對于辨別哪些探測到的信號可能會(huì )提示生命的存在，提供關(guān)鍵的線(xiàn)索。
冥古宙地球
45.6億至38億年前
大約45.6億年前，地球剛由眾多星子聚集而成，從外太空觀(guān)測到的地球在紅外譜上將是一顆明亮的熾熱星體。40億年前的太陽(yáng)明亮程度僅僅有今天太陽(yáng)的七成左右，那時(shí)候地球的大氣主要是二氧化碳、氮氣以及水蒸氣。二氧化碳和水蒸氣兩種溫室氣體能有效保持溫度。而在地球紅外光譜中，氮氣的吸收占據了相當寬的譜帶。
太古宙地球
38億至25億年前
最新的證據表明，地球上的生命出現在冥古代。34億年前，光合微生物出現了，并且有微生物開(kāi)始生成甲烷，這種強溫室氣體有助于在太陽(yáng)仍然低亮度之下保持地球的溫暖。27億年前，部分藻類(lèi)已經(jīng)能利用太陽(yáng)可見(jiàn)光來(lái)生成對于其他微生物有毒的氧氣。從外空看來(lái)，太古代的地球是像土衛六一樣的甲烷世界，但是更溫暖，也有可觀(guān)的水蒸氣和二氧化碳含量。這三種氣體能在行星光譜上清楚呈現，
元古宙地球
25億至6億年前
硫同位素的變化表明，大約24.5億年前，氧氣開(kāi)始成為大氣的一個(gè)重要組分。耐受氧氣的微生物也在原生代進(jìn)化出來(lái)，生命活動(dòng)引起氧氣水平的增加，大氣中氧氣含量可能達到今天的1%～50%，這在地球光譜上可以清楚的看到。在原生代晚期，生命開(kāi)始向陸地擴展，當陸地上植被足夠繁盛之后，太空望遠鏡可能在光譜分析中找到生命獨有的綠色。
原生代也曾存在幾次大冰期，第一次的“雪球地球”發(fā)生在原生代，約24億年前，另外兩次發(fā)生在8000萬(wàn)年前到6000萬(wàn)年前之間。從外太空看來(lái)，冰期地球并沒(méi)有生命的跡象，溫室氣體稀少，冰雪覆蓋地表，冰雪底下的生命演化被冰冷所減慢。
動(dòng)物多樣的地球
6億到4.5億年前
多細胞動(dòng)物在約6千萬(wàn)年前開(kāi)始出現，真菌和原始植物比如苔蘚也在5.3千萬(wàn)年到5千萬(wàn)年前向陸地發(fā)展。盡管此時(shí)的氧氣比較充足，但其含量仍然低于現代的水平，因而地球光譜的改變不大。
綠色地球
4.5億年前到今天
緊接下來(lái)地球上的大變化是維管植物在4.5千萬(wàn)年前的出現，歷經(jīng)上百萬(wàn)年，森林覆蓋到地球陸地上。綠地成為從外太空中觀(guān)測地球最顯著(zhù)的標志，大氣中氧氣含量也從15%上升到31%，超過(guò)了現代地球21%的氧氣含量，氧氣的存在成為外星天文學(xué)家確認地球上存在生命的無(wú)可爭議的證據。氧氣、水蒸汽的水平也存在相應的變化，在地球吸收光譜中可以觀(guān)測到它們的存在。
未來(lái)的地球
經(jīng)歷非常長(cháng)久的時(shí)間，地球會(huì )變得越來(lái)越熱。金星提供了地球未來(lái)變化的線(xiàn)索。金星和地球大小相當，運行軌道比地球更靠近太陽(yáng)4000萬(wàn)公里，并可能曾經(jīng)是一個(gè)被水覆蓋的星球。但現在的金星已經(jīng)因為太陽(yáng)的亮度增加導致溫室效應失控，溫度上升而導致海洋蒸發(fā)，直到厚厚的云層使紅外線(xiàn)無(wú)法向太空逃逸。NASA艾姆斯研究中心的GoldBlatt估計，在地球上，未來(lái)15億年內可能會(huì )發(fā)生同樣的事情。
在漫長(cháng)的時(shí)間里，太陽(yáng)紫外線(xiàn)分解了火星大氣中的水分子（變?yōu)闅錃夂脱鯕猓?，氫氣逃逸到太空中，留下的強腐蝕性的氧氣，將金星表面的巖石腐蝕成二氧化碳和硫酸。
不過(guò)，地球未必會(huì )完全復制金星的模式，但除非有大規模地球工程，否則地球還是最終會(huì )和金星走向同樣的宿命，不會(huì )留下任何痕跡告訴遙遠的外星觀(guān)測者，曾經(jīng)有生命在這里繁衍不息。
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