你知道吗,氧气曾经是一种有毒气体

一、 水世界与细菌毯

2000年左右,曾经有一部科幻片很火爆,名字叫做《未来水世界》,讲的是在未来的某一个时刻,地球因为升温,所有的冰川融化,大陆全部被淹没,整个地球都被海洋覆盖,未来的人们用各种材料制作浮岛生活在海上,泥土比金子还要贵重。

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未来水世界剧照

我们如果能够回到35亿年前左右的话,我们将会惊讶的发现,那时候的地球就是一个真正的水世界。整个地球表面全部被水包裹,只有零零散散的火山岛分布在辽阔的海洋之上。

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35亿年前地球想象图 图/《地球成长史》

如果我们巡视整个地球,还会发现,覆盖地球的海洋居然不是蓝色的,而是会呈现出一种奇怪的绿色。

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现代海洋

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硫酸亚铁溶液,二价铁的绿色

在这种绿色的海洋中,没有鱼儿傲游,没有水生植物生活,唯一的生命就是各种各样的细菌。这些细菌们聚集在火山岛附近的浅海中,聚集在一起生活,就好像在浅海处覆盖了一层细菌毯一样。这些细菌毯经过35亿年的变迁,有些消失在历史的长河中,有些形成了一种被称为叠层石的化石保存了下来。

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叠层石化石

这些35亿年以前的叠层石化石,是目前为止发现最早的直接能够观察到的生命形态。叠层石,并不是某一种生物的化石,而是许多生物生活在一起遗留下来的痕迹。叠层石在地质上的全名叫做:叠层石—微生物席,这是各种细菌生活的时候,它们将海洋中的矿物质胶结在一起形成的一种一层一层叠加在一起的岩石形态。

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叠层石结构

我们现在还能够有幸见到这些叠层石的样子:在澳大利亚附近的浅海处,我们总能够看到这样一些圆溜溜的礁石一样的东西,这些实际上是很多蓝藻们聚集在一起生活形成的景观。

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位于澳大利亚鲨鱼湾的叠层石 图/网络

从35亿年,一直到25亿年左右,接近10亿年的时间内,这些叠层石几乎是整个地球上唯一的生命痕迹。在这个时间段内,构成叠层石的生物主要是一些光合细菌,它们以太阳光作为能源,将海水中的水和二氧化碳合成,制造出碳水化合物,并释放出氧气。

二、 氧气=毒气!

蓝藻们在利用水进行光合作用的过程中会释放出一些副产物:氧气。

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光合作用流程

这些排放出来的氧气对于当时的地球生物来讲,是有毒的。生命们已经在地球的无氧环境中生活了十多亿年,这些生物几乎都是厌氧生物,比如沼气池中的甲烷细菌,要是沼气池没有密封好,沼气的产量将会大大下降,这就是因为氧气抑制了这些细菌的生存和繁殖。

但是,毕竟氧气已经出现了,生物们终将慢慢适应,并逐渐在进化过程中把氧气加入到生命的代谢过程中去,这是因为有氧反应比无氧反应能够释放出更多的能量。

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