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天文台於報章刊登的文章 Newspaper Articles by Hong Kong Observatory


生命控制大氣成份

林超英

我們每天不自覺地在呼吸身邊的空氣,藉著氧氣在體內的化學作用,把食物變成能量,讓我們到處走動,工作,遊玩,一切好像理所當然。但是為甚麼地球的大氣充滿氧氣,為大地帶來無限生機?

地球的兄弟火星和金星,大概誕生於同一來源,它們的大氣卻以二氧化碳為主,佔大氣百份之九十以上,跟地球大氣萬份之三至四是二氧化碳的情況有天淵之別。此外,火星和金星都祇有微量的氧氣,反觀地球氧氣成份達五份之一,可以說是反客為主。三顆行星,同源而不同大氣,造就生物,包括人類,在地球繁的機緣。是誰決定的?還是偶然?

地球的大氣有四十多億年的歷史,考據不易。科學家經過多年的努力,把千頭萬緒的線索綜合整理,概括地組成了以下的一個故事。

天地初開,地球大氣以二氧化碳為主,跟火星、金星一樣。地球離太陽不遠不近,沒有二氧化碳的話,略嫌太冷,適量的二氧化碳造成的溫室效應讓水氣在地面凝結,累積成江河海洋,在三十五億年前左右孕育了第一代的生物。其中部份帶有植物性質,是光合作用生物,以二氧化碳為養料,轉化為氧氣。

大家必須注意:生物把二氧化碳吃掉,溫室效應降低,若果溫度下降過度,千里冰封,生物形同自殺!幸好生物界似乎有一個自我調節的機制,另外一類生物在生命史中產生甲烷,也是一種溫室氣體,作出了補償。兩種生物形成一種互動的均衡,亦為各自的生存作出保障。

經過十多億年,太陽漸漸變得更為熾熱,但是二氧化碳慢慢減少,剛好抵消了增多的熱力,地球上的生命得以延續,直到有一天,特別的事發生了。

長期以來,光合作用產生的氧氣都用去氧化地球表面的岩石和海洋中的鐵質。這個過程到二十多億年前終於完滿結朿,從此大氣中的氧氣累積來,變成另外一個境界。隨後消秏氧氣的動物出現和繁,最終出現人類。

太陽逐漸變熱的事沒有完,動物卻在呼吸過程中把植物辛辛苦苦地從大氣中移走的二氧化碳重新送回大氣,不加以調節的話,溫室效應又會把地球加熱到大家同歸於盡的地步。就像有靈性的生物一樣,整體的地球採取了大量的自救措施。植物死後,深埋地下,將碳移到大氣不及之處。海洋中的生物不斷攝取二氧化碳,化成骨骼或外殼,死後深藏海底。總之,不讓碳重見天日!不讓它以二氧化碳的狀態重回大氣。

就是這樣,地球上的各種生物互相配合,就像一個單一的生命體,自我調節,小心翼翼,把二氧化碳的成份,控制在一個「安全水平」,因應著太陽光度的逐漸增強而下調,減低溫室效應,使地球表面接近恆溫,讓江河海洋繼續存在,不凍結亦不蒸發,讓所有生物都可愉快地生活。

有些科學家視這個「單一的生命體」為實有的存在,命名為Gaia,音譯是「蓋婭」,有大地之母的意思。

由是觀之,地球的大氣成份是由生命控制的,我們跟火星、金星的分別來自生命的出現。地球獨特的以氧氣為主的大氣,維持了二十多億年,全靠地球生命體各個構成部份,包括自然界萬千種動物和植物之間的互相扶持。

展望未來,愛護大自然的生物,是維持我們賴以求生的大氣層的根本。但是人類不斷砍伐樹林,毀壞草原,填平沼澤濕地,把多種生物趕上絕路,破壞大氣和生物界之間的互動平衡關係。此外,又把深埋的碳挖出燃燒變回二氧化碳,搗亂蓋婭的巧妙安排。誰知道蓋婭會否有一天忍不住這個頑劣孩子的惡行,把他先行送上滅絕之道?

﹝文匯報 2000年1月14日﹞


※ 多謝文匯報之允許,轉載以上的文章。

最近修訂日期: <2014年4月1日>