地球上的氧氣從哪裡來?

尋找一種叫幸福



地球在形成初期,地球上沒有多少氧氣。主要是氧元素的化學活動性很強,一般是以化合物的形式存在。由電場或紫外線分解水只能產生很少的氧。

地球上有了菌類和藻類植物以後,藻類可以依靠陽光和二氧化碳製造氧氣。隨著綠色植物的大量出現,地球上的氧氣越來越多。6500萬年前,氧氣曾經達到空氣的35%,又很快降到17%。然後大氣的含氧量又慢慢升高,現在氧氣大約佔空氣的將近21%。

據信6500萬年前的氧氣減少,是因為小行星撞擊地球,煙霧長時間遮住太陽光,使綠色植物大量死亡,結果造成恐龍的滅絕。



相比之下,人類和動物的呼吸消耗氧氣很少,地球上現存的氧氣可以使用上萬年,但人類的工業用氧卻非常多。現在達到每年50億噸。如果沒有綠色植物供養,空氣中的氧氣只能持續500年。世界上不得不召開國際會議,討論二氧化碳的排放問題。可見保護綠色植物,減少二氧化碳的排放多麼重要。


仰望星空

“地球上的氧氣從哪來?”這個問題,其實指出了一個真相——地球上本沒有氧氣!

一個追根揭底的回答是:地球的氧氣從“太陽”上來。這句話有兩層意思。第一層意思是,咱們地球上的氧元素,來自於恆星聚變。

但是氧元素不等同於氧氣。實際上地球上絕大部分的氧元素都以化合物的形式存在於地殼中。大氣中的氧氣實際上只佔其中的一小部分。而且哪怕是這一小部分,也是後來才有的。

是的,地球上原本是沒有氧氣的。根據地層裡的礦物成分,科學家們發現,氧氣是在約26億年前才開始出現在大氣中的。這就是所謂的“大氧化事件”。

那麼是什麼導致了氧氣的出現呢?一個假說是,原始海洋中的藍綠藻通過光合作用產生了大量的氧氣。雖然這個假說還不能完全解釋大氧化事件,但光合作用毫無疑問在其中扮演了重要的角色。所以,“地球的氧氣從‘太陽’上來“的第二層意思就是,來自太陽的能量驅動光合作用,將氧元素轉變為了氣態的單質氧。

或許這個假說聽起來有些令人難以置信,但是事實就是,如今地球上的氧氣主要來源就是生物的光合作用。依靠各種藻類和植物,地球上的氧氣含量基本能維持動態平衡。

那麼,地球上的氧氣是否會消耗完呢?倘若維持現狀,短期之內是無需擔心這個問題的。但是倘若發生了某些災難性事件,導致來自光合作用的氧氣產量驟減,那麼毫無疑問,地球上的氧氣總量會迅速減少。不過如果咱們把眼光往遠了看——地球上的大氣遲早會被變成紅巨星的太陽吹乾淨(除非那時人類已經把地球拖到別處了),那時別說氧氣,就連氮氣都不存在了。

所以,我們得說,多虧了太陽,地球上才會產生氧氣。可總有一天,地球上的氧氣會被太陽消耗完!


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