生命如何改变地球，地球又如何改变生命？

天（文）、地（球）、生（物）三大基础科学，它们之间的关系，特别是地质学（岩石圈）和生物学（生物圈）的相互影响、相互作用的方式至今仍是个谜。科学家对生命给地球“注入”氧气（原生氧气不是由生命产生的，而次生氧气可能与生命有关）；大自然通过外动力风化与侵蚀作用改变地表面貌，地质事件如何引起大规模生物消亡灭绝，以及对生物进化过程的影响等问题始终在探索中。

地壳中新元素的形成主要可循的两种途径：（1）元素的自然衰变，一般需要漫长的地质年代，况且氧原子也在衰变；（2）核聚变或裂变。生物不具备形成新元素的条件。地球曾经发生多个系列的大规模陨击事件，在许多陨击坑里，陨石却踪影难觅。相关岩层变质则是普遍的，岩层变质说明可以形成新元素以及它们的同位素。

地壳岩层中100多种自然元素可以在陨击过程中形成，氧不过是其中一种普通元素。氧能在地表大量存在，还因为具备两个因素，一是氧元素的结构适合与氢化合形成水（H₂O）的形态；二是地球气温压力适合其保持相对稳定的化学结构。

40亿年以来，陨击成为太阳系类地天体的普遍而重要过程（非类地天体，如木星、土星等也同样如此，但陨击遗迹在其流体表面难以辨析），氧和氧化氢在其它类地天体也必然可以形成，比如水星、金星和火星等。但这些天体缺乏保持氧化氢的温度和压力等环境条件，才导致地球与众不同。这一点可以通过彗星来理解—彗星在运转到接近地球与太阳轨道位置时，可以发现其携带大量的冰—冰分解为氧和氢等。

生物在一定环境中，把含氧的化合物，如CO₂、H₂O分解释放出氧气，或者把氧气与其它元素如氢和碳合成新的化合物，该类元素的分解合成条件在生物体外的地球自然过程中也是具备的。涉及到元素的浅层电子的能量互补，只要氢和氧、碳和氧有机会充分接触就有可能发生。根据生物运动的统一机制，植物和动物细胞组织构成和新陈代谢的相似等，可以认为植物跟动物一样，其生成过程也需要吸收大量氧气和水的，由于植物生长不仅需要大量水，也能涵养水。其环境汇聚的水比较多，氧气在水多的地方也比较多吧。

总体上看，地球的氧主要来自陨击过程，水的形态被大量保持在地表。它们在通过大气环流升腾到大气层被电离分解，又循环进入中层寒冷地带。生命对地球氧气的形成和保持的贡献是微不足道的，可以忽略不计。但是，地球氧气和氧化氢对生命胚种的萌芽和发育起到重要的和决定性的作用。

地球土壤跟月球土壤一样，主要也是陨击成因的“岩屑”和“岩粉”（图13）。它们的基本形态、无机化学属性等相类似，差别主要是有机成分。地球土壤中的有机成分大致来自三方面：（1）陨击过程，特别是陨石撞击削割地壳岩层，连同有机矿物等被粉碎和搅拌在无机岩屑（粉）中；（2）来自土壤本身具有陨击成因“有机岩屑（粉）”和“生命胚种”，这种情况在其它类地天体也是广泛存在的，但地球的情况适应它们萌动和萌发；（3）来自土壤形成后地表盖层生物的排泄和遗体等。

图13  地球/月球表层陨击坑

根据化石的陨击成因分析，可以理解在恐龙出现后，在没有发现“恐龙化石”的时代，恐龙—古生物群系走向繁盛，继续进化；在发现生物“大爆炸”的生物化石出土地，往往不是本地的生物，很可能是陨击冲击波把它们长途推移在一起的。地球陨击事件不仅导致了地球上广泛分布着生命胚种，也导致了陨击区域里及其相邻区域原来已经萌发的生命系统的破坏或毁灭。除了生物化石，还有大量的有机矿物在地球上广泛分布，它们基本上都是陨击导致生物遗体矿化的遗迹。由于化石形成的年龄与相关陨击构造岩层的变质年龄是统一的，人们可以用地球同位素年龄测定技术来加以确认。

地质学与生物学相互影响的准确方式和两者之间的关系目前仍是个谜，如地球生物的繁盛、衰退和灭绝的原因。科学家对生命给地球“注入”氧气和通过大自然的风化侵蚀、剥蚀改变地表面貌的作用非常感兴趣。他们始终在寻求了解地质事件如何引起大规模生物灭绝，以及地质事件对生物进化过程构成的影响。地球生命的“起源”和生物的大规模“灭绝”等许多“世纪之谜”至今悬而未决，与地质学与生物学的严重分离有关。因此，在寻找自然真相和理论解决途径的过程中，可以预见，人类的科学系统必将会彼此有效地综合起来研究去发现其中的奥秘。