超纲冷知识
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3.45亿年前的地球,可真的不那么好玩(最好还是不要穿越回那个时候)

我们总会说,想当初多美好、多有趣。但是请大家记住,在宇宙存在的大部分时间里,它都不是一个生机盎然的地方。

让我们回到宇宙的最初。

在最遥远的时候,如今宇宙中所有的一切,都被压缩在一个叫作奇点的无限狭小的点里。这就是最早的时刻,再没有“之前”了,因为在此刻空间和时间都不存在如果你觉得无法理解也没什么关系,毕竟那会儿连时间都不存在。奇点爆炸之前到底过了多久?是无限的永恒,还是根本没有时间?难道奇点产生的那一瞬间就是它“嘭”一声爆开的那一瞬间吗?有一些科学家穷其一生在研究,宇宙大爆炸发生后那第一万亿分之一秒里到底发生了什么。。接着,在距今138亿年前,宇宙扩张的速度之快和规模之大都让人无法想象。在爆炸发生的头一秒内,包括引力在内的宇宙间一切的力就此问世。

在大爆炸的第一分钟内,急速扩张的宇宙(在这个阶段,宇宙的直径大约是1 600万亿千米)温度达到了100亿摄氏度。在接下来的100亿年间,环境才慢慢变得不那么极端。距今50亿年前,我们的太阳才刚刚形成。如今太阳系内的这些行星、卫星和小行星,当时还只是围绕着太阳旋转的尘埃状气体和残骸,足足经历了几亿年才逐渐成为现在的模样。

简而言之,地球花了很长一段时间才被孕育出来(自宇宙诞生之初开始计算的话,大约一共用了90亿年),而在这期间的大部分时间里,地球上是不可能有生命存在的。

我并不认为每个人心中都对人类拥有这样一颗星球有足够的感恩之情,而且即便现在我们拥有一颗星球,我也并不觉得地球是欢迎我们存在的,最起码一开始并不怎么愿意接受我们。因为在最开始的时候,地球不过就是一大块环境非常极端的岩石罢了。当时的地球大气中满是甲烷、氨气、氢气和二氧化碳,基本上都是屁的主要成分啊。

如果你决定跳进时光机(当然,因为没有时光机,所以我也就是说说),回到那段时间,然后开开心心地带着你的小狗出门遛弯儿的话,估计你连检查自己是否带了铲屎袋的时间都没有,你和你的小狗就已经惨死街头了。在写到这里的时候,我的编辑希望我能写一些容易让人接受并且受欢迎的内容。我说,这就是无稽之谈,就让咱们在这里放纵地把这条想象出来的小狗用紫外线炖了吧。因为没有臭氧层(大气中没有氧),来自太阳的紫外线辐射会疯狂地灼烧地球的每一寸表面,所以尸体会非常快速地被烤熟。说得轻松点儿,地球表面极其炎热。

大概在距今30亿~40亿年时,生命出现了。对那时的早期生命而言,我想这并不是多么值得激动的事情。那些仅仅由单细胞组成的生物,可完全不知道自己未来会变成什么样。

历史在细节上总会有点儿模糊,再加上40亿年确实太久了——几乎所有那些存有化石记录的石头要不磨损殆尽,要不就在被融化后重回地核。不过,我们至少还有一种细菌作为证据,它带来了转机。

图4 45亿年前的地球

这种细菌就是蓝细菌,它和其他任何细菌都不一样。基本上就是,如果皮克斯皮克斯(Pixar),美国著名的动画工作室,世界上第一部全电脑制作的动画片《玩具总动员》即诞生于皮克斯工作室。——译者注拍了一部叫作《细胞》的动画电影的话,那么蓝细菌一定是里面的绝世英雄(如果皮克斯真的拍了这部电影,那我理应拿到一点儿版税)。不像其他的细菌那样从周遭环境中汲取化学养分,我们的这位小英雄通过从太阳辐射中汲取能量而变得又大又壮。这也是第一类能进行光合作用的有机物(你可能还记得中学时学的光合作用的定义吧,或许你已经忘了?光合作用就是生物吸收太阳能,并将其转化为自身的化学能,从而存活并生长的过程)。光合作用的意义在于这一过程的副产品改变了全球的气候,并对生命具有无与伦比的作用,这个副产品就是氧气。

如今,大多数的生物都要依靠氧气存活,比如人类就非常享受呼吸这个过程,而且几乎所有你能想到的复杂生物都是这样的。

但是,在勇于创新的蓝细菌之前,几乎所有地球上的生物都是厌氧的——它们并不能耐受有氧气的环境(这听上去也挺合理,毕竟那时地球上没有氧气这种东西存在)。这些生命形式从周围的无氧气体和各种化学物质里汲取能量,开开心心地生活在那个过于温暖舒适的环境里。二氧化碳、水蒸气和甲烷,这些如今被统称为“温室气体”的东西几乎就是当时大气中的全部成分。当然,你可能已经忘了温室气体这个中学的知识点。所谓温室气体,就是指那些会让地球变得更加隔热的气体,它们会大大减少地表反射回太空的太阳辐射热量。就好像你上床睡觉时觉得很冷,所以你裹紧被窝,很快就会感觉身体暖和了,但是如果时间一长,又会觉得有点儿太热了。试想这个场景发生在地球上。

然而,氧气也有贪婪的一面,它会和几乎所有的东西发生反应,于是它彻底改变了地球的外貌。当蓝细菌将二氧化碳狼吞虎咽地吸收进体内并且释放出氧气时,随着臭氧层最终出现,温室效应减弱了,地球的温度也就此下降了。

此时此刻,我们应该对那些厌氧的生物(大概就是当时几乎所有的生物吧)表示沉痛的哀悼,因为它们基本都死了。安心地去吧,小家伙们。总的来说,氧气对于我们和大多数现代生命而言都是一个好东西,但对于其他的那些生物来说,就不是那么友善了。

大约5.41亿年前,有一次复杂生命的大爆发此处指“寒武纪大爆发”,是发生在寒武纪早期的海洋后生动物的爆发性辐射事件。当今人们熟悉的大多数动物门类都始现于这一时期。——译者注,诞生了几乎所有我们知道的复杂生命类型。这些生物从生到死——无论是那些单细胞生物还是我们最早的祖先,它们的尸体或是被细菌和更大的生物吞噬,或是被埋进地底。随着时间的推移,一代又一代生物的尸体层层叠叠地布满了海底,被岩石和碎屑覆盖(当然应该还有数不尽的排泄物混在其中,毕竟这些东西也没别的地方可去)。

紧接着,在距今0.65亿~2.25亿年间,恐龙横空出世。灵长类动物也在恐龙时代的最后那些年登场(这些早期的灵长类动物可真的要被吓死了)。不久之后(当然,“不久”是从行星的时间尺度计算的,对于我们人类来说还是一段很长的时间),简鼻亚目简鼻亚目也称类人猿亚目,是包含眼镜猴、人及所有类人猿在内的灵长目。——译者注出现了。接下来的6 000万年间是以猿类为主,直到250万年前,我们人类最早的祖先出现了。快进到20万年前,智人来到了这个世界;又经历了10万年后,现代人类终于登上了舞台。

接下来的4万多年简直如同这世上最美妙的古文明巡回展,有克罗马农人、新石器时代、美索不达米亚文明、米诺斯文明、青铜时代、古埃及文明、古希腊文明、古罗马文明、波斯文明和中国汉代文明等,在这期间人类几乎学会了所有的生存技能。紧接着就是欧洲的中世纪,基本上就是一段穷人不断被增税压榨,同时皇室为了权力相互残杀的历史。然后就到了近代,随后是现代现代历史基本可以总结为:战争,革命,继续战争,继续革命,登上月球,又是战争,还是战争,小黄船出海(英国民众中人气很高的一艘亮黄色科考潜艇,曾经公开征名),再然后就是特朗普上台。

这大概就是所有过往的历史了,然而随着时间的流逝,所有那些死去的单细胞生物仍然层层叠叠地躺在那里。这些生命都是碳基的,所以这些碳原子也和这些尸体一同被埋没了。经历了千万年的沧海桑田,在地壳深处巨大的压力和高温环境的作用下,这些物质发生了变化,最终形成了石油。有些同样是碳基的植物,在沉入沼泽的底部之后,也经历了类似的转化,从而变成了煤炭。

以上这些转化,花费了数亿年。紧接着,仅仅在过去的数千年里,时不时地就会有人发现这些东西可以挖出来烧掉。我总是喜欢“脑补”人们试验哪些物质能被点着的过程,比如:这块石头能点着吗?不能。那这些呢?不能。那些呢?可以。水呢?不可以。这些沙子呢?不可以。这些黏黏的、脏兮兮的液体呢?可以啊,烧得可旺了!

到19世纪的时候,人类终于对石油这一能源彻底着迷,而且开始不要命地发掘和使用它。

当然,燃烧这些含碳的燃料时,就会释放出二氧化碳。这些二氧化碳将会一点一点地笼罩全球,从而给地球保温,就如同亿万年前发生的那样。

尽管人类极具智慧,能追溯到40亿年前的生命,也完全明白我们这么做的后果,但我们仍然肆无忌惮地燃烧着这些原本被安全储存在地壳内的化石燃料,随之释放出二氧化碳。人类发现化石燃料以后,仅仅用了几个世纪,就把地球环境推回了几乎让全球的生命都面临生存危机的边缘。

你能想象这件事会让宇宙多么失望苦恼吗?毕竟用了整整137亿年,整个宇宙才从无到有,紧接着又用了那么长的时间让我们的星球变得适宜人类居住,而我们仅用了短短200年左右的时间,眼看着就要把一切搞砸了。

幸好,如今地球上的植物还在努力地吸收着二氧化碳并释放氧气,这在一定程度上缓解了气候的进一步恶化,和我们的破坏达成了某种微妙的平衡。问题是我们似乎并不满足于燃烧那些远古的动植物,还在肆无忌惮地砍伐着大片森林。如果缺少植被对二氧化碳的吸收,这些温室气体就无处可去,只会继续破坏环境,加剧我们一手造成的温室效应。根据世界自然基金会(WWF)的数据,出于耕种目的或是对木材的需求,每年有119 000~150 300平方千米的森林被摧毁。摧毁植被的后果不仅仅是减少了吸收二氧化碳的植物,而且砍伐这些森林的行为本身,以及无论在森林原址上修建什么,都会排放出更多的二氧化碳。据统计,上述行为所产生的温室气体占温室气体排放总量的15%。

既然谈到这些,就让我们把目光投向7年前,当时我把镜头对准几块烧焦的炭(用于火力发电),做了一期聊天节目并传到网上。那会儿我才刚刚22岁,听说人们都在浏览一个叫作YouTube的新兴视频网站。我在这个网站上传的第一个视频与我在一次音乐节上的经历有关。

近几年,我觉得每天抽出几个小时,坐在我的笔记本电脑前开始写书是一个不错的主意。为此,我还专门研究了燃烧碳基燃料所带来的各种影响,并且作为使用可再生能源的开端,我在自家屋顶上装了太阳能电池板给我的电脑供电。

这样做带来的效果并不十分显著,但维持网络运行的服务器是需要电能供应来工作及冷却的。即便是你阅读了一条我发的推特,或者看了一段我发的视频,也都会有影响。据估计,在线观看10分钟视频所需电能的生产过程,就会释放1克二氧化碳。这确实不是一个多大的数字,但是当放眼全球,发现有那么多网民以近乎无尽的需求浏览着网络时,释放的二氧化碳总量可就非常巨大了——它占据了全球二氧化碳总排放量的2%,并且在持续不断地增长。

为了避免我喋喋不休(即便我对于这个话题非常上心,还是得尽量避免自己唠叨个没完),简而言之就是我们拥有着有限的资源,而且应该对自己的所作所为负责。问题的关键就在于:即便我们每个人都如此重要,在自己的世界中处于最中心的位置,而这个世界一直承受着我们做出的决定所带来的冲击,这种现状也总是有尽头的,总有一天这个世界会不再容忍并且反噬我们。

这就好像最基本的聚会礼节一样,你不应该觉得所有人都要围着你转,也不应该一来就把主人家的酒水和食物随意地扫荡一空,更不应该把一切搞得一团糟之后让别人替你收拾烂摊子。因为这样做的话,结果只有一个:你会被人家赶走,而且再也不会被邀请来做客。

千万别忘了,人类以前没有电灯,没有网络,也没有网飞这种优秀的电视节目网站。我热爱现在这个什么都有的世界,而且绝不认为我们应该走极端,比如回归丛林。不过,现阶段的问题是很现实而且亟待解决的。如果不能开发出可以在全球普及的新能源,人类(包括许多其他生物)最终都会死在温室效应导致的高温中。好的,既然这个问题已经说完了,那就让我们继续思考这一切对我们到底有什么意义吧。