眾所周知,地球表面的氧氣含量大約為21%。如果地球大氣中的含氧量突然暴增,那么地球會變成什么樣? 地球是生命的搖籃, 無論是海洋還是陸地,都遍布著各種形態(tài)的生命。除了少數(shù)厭氧菌以外,地球上絕大部分的生存都依賴于氧氣。 但一切都要講究平衡,氧氣濃度過低,人體會缺氧;氧氣濃度過高,同樣對人體有危害。因此,氧氣濃度發(fā)生劇烈變化,必然會影響地球上的生命,并且這種影響很嚴重??傊?,氧氣就是一把雙刃劍,太多了也并不好。 因為地球上的生命基本上都已經(jīng)適應(yīng)了當(dāng)前的氧氣濃度,在短時間內(nèi),氧氣含量無論是變高或者變低,對生命整體上都是不利的,短期內(nèi)適應(yīng)不了的物種都會滅亡。 不可否認的是,某些高原地區(qū)由于缺氧,動物原本無法生存,但隨著氧氣含量的爆增,這里也可以成為動物的天堂。 氧氣具有強氧化性,在高氧環(huán)境下,鐵等金屬也更容易氧化生銹。同樣地,長時間呼吸高濃度氧氣,對大部分動物機體的傷害也很大。因為在高氧環(huán)境下,生物體的新陳代謝和細胞的氧化速率會加快,這會導(dǎo)致生物體加速衰老、死亡。 氧氣還是助燃物,在高氧環(huán)境下,物質(zhì)會更易燃燒。如果大氣中的氧氣含量增加,這勢必會增加發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險,大火也更難以撲滅。如果大氣中的氧氣含量過高,地球恐怕會被火海所包圍,漫天的塵埃遮天蔽日,地球或許還會因此進入新一輪的小冰期。 氧氣暴增,影響相對較小的就是海洋中的生物了。在陸地上,雖然高濃度的氧氣對植物的影響較小,但實際上由于火災(zāi)頻發(fā),陸地上的植物也會受到很大的沖擊。大火將會消耗很多氧氣,大氣中的含氧量又會回落,最終趨于平衡。 總之,氧氣濃度發(fā)生劇烈變化,將會使很多物種滅絕。如果真發(fā)生了這樣的變化,這絕對是地球歷史上比較重大的生物大滅絕事件了。 從歷史中就可以獲取經(jīng)驗。在地球45億年的歷史中,氧氣的濃度并非固定不變,曾經(jīng)出現(xiàn)了幾次較大的波動。第一次因為氧氣濃度的變化導(dǎo)致的生物大滅絕事件發(fā)生于20億年前后這段時間里。 在地球誕生之初,大氣中的含氧量一直很低,不到1%,反而是二氧化碳的濃度比較高。生命誕生于35億年前,那時的原始生命也并不需要氧氣,它們屬于厭氧生物,氧氣對它們來說的話是有害的。 24億年前藍藻的出現(xiàn),徹底改變了此后的地球環(huán)境,因為它能通過光合作用產(chǎn)生氧氣,這使得海水和大氣中的含氧量不斷提升,最終滅絕了大部分厭氧生物,這被稱作大氧化事件。 在隨后的十幾億年里,地球上的氧氣含量一直保持平穩(wěn)。到了5億多年前的寒武紀(jì),那時大氣中的含氧量已增加到12%左右,寒武紀(jì)生命大爆發(fā)就與氧氣濃度的增加有關(guān)。關(guān)于遠古地球時期的大氣含氧量,是根據(jù)地層中的放射性同位素測定出來的。 自寒武紀(jì)以來,地球上的生命迎來了蓬勃發(fā)展,到了3億年前的石炭紀(jì),植物已經(jīng)占領(lǐng)了95%的陸地,那時大氣中的氧氣含量比現(xiàn)在高很多,達到了35%。這主要是因為那時的植物非常繁茂,并且以植物為食的動物比較少,于是日積月累,大氣中就增加了非常多的氧氣。地球上很多煤炭就形成于這一時期。 節(jié)肢動物,也在這一時候蓬勃發(fā)展。由于氧氣濃度比較高,蜻蜓、蜘蛛等動物的體型都發(fā)育得非常巨大,一只蜻蜓雙翅展開,差不多有成人那么大。因此那個時代也被稱作巨蟲時代。 節(jié)肢動物并不是依靠肺進行呼吸,氧氣含量暴增,它們的呼吸效率反而會提高,體型也會隨之增大。如果現(xiàn)在地球上的氧氣含量突然暴增至30%,并一直維持這樣的水平,幾百上千萬年以后,地球恐怕又會重回巨蟲時代。 此后,氧氣濃度經(jīng)歷了一次回落,到了恐龍時代,地球上的氧氣含量又回升了一些。不過,恐龍的巨大體型并不是因為高濃度氧氣導(dǎo)致的,而是與生存競爭有關(guān)。因為生活在同一時期的哺乳動物,體型就很小。 從20多億年前,地球開始富氧,此后大氣含氧量經(jīng)歷了多次的起起落落,到了現(xiàn)在,地球上的氧氣濃度基本上保持在21%左右。如果氧氣含量突然暴增,整個生態(tài)系統(tǒng)會經(jīng)歷一次大洗盤,又會在短時間內(nèi)爆發(fā)出一些新的物種。 |
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