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地球为何能演化出生命？这究竟是偶然还是必然？早在1972年，美国天文学家卡尔·萨根和乔治·马伦就提出了一个有悖直觉的问题。依据现有的恒星演化理论，太阳会随着时间推移而愈发明亮，大约每过一亿年，其亮度便会增加百分之一。这意味着早期的太阳远不如现在这般明亮。倘若我们将时光回溯至38亿年前，那时地球所接收的太阳热量，大约仅为如今的百分之七十。理论上，当时地表的平均温度应只有零下七摄氏度左右，整个地球理应处于完全冻结的状态。在如此恶劣的环境下，似乎不可能有生命存在。
然而，事实却并非如此。地质学研究显示，早在38亿年前，地球不仅拥有液态海洋，甚至已经诞生了第一批单细胞细菌。这显然自相矛盾：早期太阳如此黯淡，地球为何不但没有变成荒芜的冰冻星球，反而出现了生命？这便是所谓的“黯淡太阳悖论”。这个问题困扰了科学家半个多世纪，至今仍无确切答案。
对此，人们提出了诸多猜测。最初，有人提出一种假设，早期地球的大气层中含有大量氨气，这是一种强效的温室气体，能够帮助地球锁住更多热量，进而使地球的温度维持在适合液态水存在的范围。但这一假说很快就被推翻了，因为氨气在紫外线照射下极易分解，除非有某种机制能持续不断......