土壤到底有多重要？離開它我們將無法生存

北京時間12月10日消息，據英國廣播公司(BBC)網站報道，説到土壤，你會想到什麼？爛泥，污泥，塵土——對於土壤，我們有無數種對它的稱呼，我們不會感覺到土壤在我們生活中的意義，然而事實是，如果離開了土壤，我們將無法生存。 對於幾乎任何生活在陸地上的生命而言，土壤都是非常關鍵的生存保障，從儲存水分到過濾水質再到調節氣候以及防止洪澇災害，營養循環和降解機制，無所不包。

在我們腳下的土壤同時也包含着我們所想象不到的生物多樣性，事實上有一項估算結果認為地球上至少有1/4的生物生活在土壤表面或內部。而時至今日，我們仍在不斷認識土壤給予我們的驚喜：就在2015年1月份，科學家們宣佈他們在一種土壤細菌中發現了30年來的第一種新型抗生素。

來自“全球土壤生物多樣性倡議”機構(Global Soil Biodiversity Initiative)的坦德拉·符拉瑟(Tandra Fraser)以及戴安娜·沃爾(Diana Wall)指出：“土壤中所包含的生物多樣性常常被人忽視，然而它們對於一個健康的生態系統卻至關重要，這也將最終讓我們人類得以保持健康。”

土壤的誕生

聯合國此前已經將2015年定為“世界土壤年”，而剛剛過去的12月5日又恰好是世界土壤日。因此，如果説要選擇一個合適的時間為這種被忽視太久的物質舉行慶祝的話，那麼現在就再好不過了。但是，土壤最初究竟是從何而來？為何它們對於陸生生命如此重要？

在太陽系誕生之初，在我們的行星形成之前，形成我們今日所見土壤的原材料正飄蕩在宇宙空間的一片黑暗之中。對於這種説法的證據就隱藏在一類被稱為碳質球粒隕石的太空岩石之中。這種太空岩石誕生於太陽系誕生初期，富含大量粘土類物質，它們構成了地球上最早的土壤。

大約46億年前，地球逐漸形成，此時這些粘土類物質構成的原始土壤便開始在我們這顆年輕行星的表面逐漸積累。但當時的環境是非常惡劣的：頻繁發生且規模巨大的隕星撞擊將會徹底摧毀這一剛剛出現的原始土壤層。

美國俄勒岡大學古土壤專家格里高利·瑞塔萊克(Gregory Retallack)表示：“現在還存在爭議，我們不能確定當時的地球是否整個表面都是處於熔融狀態的。”就他個人而言，瑞塔萊克認為在任何一個時刻，地球上從未出現過超過一半表面全都處於熔融狀態的情況。

在大約38億年前，地球上的情況開始逐漸穩定下來。此前將地球變為煉獄的頻繁隕星撞擊開始逐漸消退，於是液態水體開始有機會在地球表面形成並累積，湖泊和海洋開始出現了。對於土壤的故事來説，這是一個重要的時刻。液態水造成的風化作用會沖刷並侵蝕地球表面的岩石，產生礦物質並形成更多永久性的土壤。

在那之後不久，地球上最早的生命出現了，時間大約是在35億年前。對此，一部分最早的證據來自化石結構，比如當時在岩石海岸形成的疊層石，這是一種由原核生物所建造的生物席結構，直到今天這樣的過程仍在持續發生。

幾乎從誕生的時刻開始，生命便開始對土壤產生影響，並同時被土壤所影響。舉例而言，那些最早的生物席結構是由能夠進行光合作用的有機體產生的，它們能夠利用太陽的能量製造出大量的有機質。這些有機質在海灘上不斷積累並混入由被侵蝕的岩石產生的礦物質成分，最終逐漸形成了最早的真正的土壤。

然而這些仍然不是我們今天所看到的這種土壤。這些最早的土壤儲存水分和營養物質的性能很差，而後者都是維持生命的關鍵物質。土壤的這種儲存能力很大程度上與其內部顆粒間的孔隙度有關係，而早期土壤簡單的內部結構意味着水分和營養物質能夠很快流失殆盡。因為這個原因，當時的陸地上仍然是一片荒蕪，生命被侷限在海洋裏，最多就是在海灘上，在那裏仍然可以接受海洋的呵護。

沒有任何生命能夠產生足夠的適應力，從而可以離開海岸向陸地推進，佔據那片荒蕪的土地。殖民陸地的訣竅在於合作——或者更具體的説，就是在大約7億~5.5億年前地衣的出現。