地球上的氧氣還能維持多久

礎(chǔ)德

氧氣是地球上大多數(shù)生命所必需的物質(zhì)之一，有人擔心氧氣會被耗盡，那么，這種擔心是不是杞人憂天呢？

地球上的氧氣是怎么形成的

地球已經(jīng)有46億年的歷史。在地球早期，大氣層中的氧氣含量極其稀少，含量只有百分之零點幾，基本可以忽略不計，更多的是二氧化碳和氮氣等。大約從25億年前開始，地球大氣層發(fā)生了第一次“大氧化事件”。生活在原始海洋等水域中的藍藻等單細胞生物啟動了這次事件，它們可以利用陽光進行光合作用并制造氧氣，地球上的氧氣含量開始漸漸增多。在距今約6億年前的時候，地球上的氧氣含量達到了1%左右。這時候，地球發(fā)生了第二次“大氧化事件”。地球海洋面積較大，溫度適宜，非常適合藍藻生長。地球海洋等水域中藍藻大規(guī)模出現(xiàn)，使海洋中的氧氣濃度成倍提升，而海水中的氧氣通過氣體交換進入大氣層，又使大氣層中的氧氣含量也迅速增加。地球陸地上的動植物也開始變多，而植物的大量出現(xiàn)，又使氧氣加倍增加。到了距今約3億年前的石炭紀，地球上的氧氣含量一度達到了35%左右。

地球上的氧氣會耗盡嗎

早在100多年前，就已有人為二氧化碳含量的增加而擔心了。1898年，英國物理學家凱爾文曾指出：隨著工業(yè)的發(fā)展和人口的增多，這種情況十分讓人擔心。地球上的氧氣500年后將全部被消耗光，只剩下日益增多的二氧化碳。

然而多數(shù)人認為，不必擔心氧氣會被耗盡，主要理由是地球上生長著種類豐富、數(shù)量眾多的綠色植物。世界上大量的綠色植物在光合作用中會吸收大量的二氧化碳，同時排出氧氣。植物吸收陽光、水分和其他生物呼出的二氧化碳，釋放出氧氣，而氧氣又被其他生物吸收利用。據(jù)科學實驗分析，3棵大桉樹每天吸收的二氧化碳相當于一個人每天呼出的二氧化碳的量。除了綠色植物在消耗二氧化碳外，科學家還發(fā)現(xiàn)在二氧化碳和水的作用下，巖石中所含的碳酸鈣會變成酸式碳酸鈣，這種形式的碳酸鈣可以溶解在水中。據(jù)分析，每年由于巖石風化耗掉大約40億～70億噸二氧化碳，這些風化的巖石隨著江河流入大海，它再與石灰化合并重新形成石灰石，并以新的巖石的形式沉入海底。

為了研究地球大氣層將如何演化，不久前，日本科學家尾崎和海與美國科學家萊因哈德共同建立了一個模擬地球氣候和生物化學過程的地球系統(tǒng)模型。由于這些過程的發(fā)展存在不確定性，科學家采用了一種隨機方式，從而能夠?qū)Ω谎醮髿獾膲勖M行概率評估。兩位科學家對該模型進行了40多萬次更改參數(shù)的操作，發(fā)現(xiàn)當前地球上的富氧大氣狀態(tài)可能還將持續(xù)10億年，隨后快速脫氧作用將使地球大氣回到類似于25億年前“大氧化事件”之前的早期狀態(tài)。因此，專家指出這個模型得出的結(jié)論是：至少有一點已經(jīng)很清楚，沒有什么是永恒的，地球上的氧氣也不例外。

為什么地球上的氧氣濃度為21%

科學家研究表明，地球在46億年的時間里，先后經(jīng)歷了至少5次生物大滅絕?？铸埓蠹s生存了2億年，6500萬年前滅絕。恐龍時代終結(jié)后，再出現(xiàn)的生物體形變小了，直到人類的誕生，荷蘭男性的平均身高為1.8米左右，已經(jīng)是人類身高的“翹楚”，到了2米已經(jīng)算是巨人了。跟恐龍時代的很多生物相比，人類就是矮子。于是有人產(chǎn)生一個疑問：為什么那時地球上的生物比現(xiàn)在大得多？

其實答案也不復(fù)雜，主要還是跟地球上的氧氣濃度有關(guān)。在一段歷史時期里，地球上氧氣的濃度是非常高的。大約3億年前，地球上的氧氣含量一度達到了35%左右。那時候，植物異常茂盛，動物為了適應(yīng)高含量的氧氣，呼吸系統(tǒng)異常強大，體形自然也非常巨大，這是大自然選擇的結(jié)果。每經(jīng)歷一次生物大滅絕，地球上氧氣的濃度都會有所降低，再次誕生的動物為了適應(yīng)這種變化，呼吸系統(tǒng)就要進行調(diào)整，體形也會為了適應(yīng)這種變化而變小一些。到了6500萬年前，一顆小行星撞擊地球，地球生態(tài)系統(tǒng)遭到了嚴重破壞，地球的氧氣含量也大幅下降。一直到氧氣含量在21%左右的時候，人類就誕生了。如今，人類和其他動物已經(jīng)完全適應(yīng)了這樣的環(huán)境。也正是因為人類的完全適應(yīng)才使人類文明穩(wěn)定地發(fā)展。地球上的氧氣濃度低于19.5%時屬于缺氧狀態(tài)，氧氣濃度高于23.6%時屬于富氧狀態(tài)，都會對人體有所影響。

如果氧氣濃度減少會發(fā)生什么

如果地球上未來氧氣濃度減少，會發(fā)生什么呢？首先，人類的體形可能會變小，身高也可能隨著氧氣濃度的降低不斷變矮。這主要是因為如果氧氣含量降低了，人類的呼吸系統(tǒng)也會跟著進行調(diào)整。呼吸系統(tǒng)的吸氧量變少，自然會影響人的身體，人類不僅會變矮，可能身體也沒有現(xiàn)在強壯。不僅是人類，其他的動物也是一樣。如果地球大氣層變得稀薄，那么會限制動物的生存，當然，人類的數(shù)量也會減少。