空氣無處不在,我們看不到摸不到,但是人類生活乃至是生存的過程中離不開它?諝馐且粋統(tǒng)稱,是很多種不同氣體的統(tǒng)稱,具體包括著氮氣和氧氣,其中正是因為氧氣的存在,地球才如此與眾不同,孕育出了如此多的生命。
空氣中不僅有氣體也有固體
空氣中百分之78都是氮氣,而人類生存所需的氧氣實際上只占空氣的百分之20左右,除此之外,空氣中還有其他類型的氣體,比如二氧化碳、氖氣和氫氣,它們在空氣中的占比很低,但是不意味著沒有。
氣中除了氣體還有一些固體,它含有著許多很微小的顆粒,這些小顆粒也有一個特定的稱呼,即氣溶膠。氣溶膠和空氣很相似,它們也無處不在,比如灰塵和花粉,它們其實也是氣溶膠。另外還有一些造成空氣污染的顆粒物,例如汽車尾氣和發(fā)電廠的煤煙。
地球中不是只有人類需要空氣,需要呼吸,許多其他動物和植物也需要呼吸。對于地球來說,呼吸過程是非常重要的,地球上的生物從空氣中吸收氧氣并釋放二氧化碳,這個過程為動植物提供了進食、生長和生活的能量。
空氣并非沒有重量,空氣只是“看起來”很輕,但有很多空氣是向下推的,它們向下推向地球表面,這被稱為氣壓。氣壓給人的感受不同,在海平面以下的位置和在山頂位置的空氣壓力都不同,當人乘坐飛機起飛或開車上山時,還能夠感受到壓力的變化。
幾十億年前氧氣突如其來
空氣中最重要的存在,也是對于人類來說最重要的存在,即氧氣,并不是從地球誕生的第一天開始就存在于地球上的,看看宇宙中的其他星球就知道了,在無垠宇宙中的大多數星球上,氧氣都是不存在的。
許多假設已被用來解釋氧是如何在大約24億年前首次在地球大氣層中積累的,一種說法是,地球的氧氣供應起源于藍藻,這是一種微小的水棲生物,它們通過光合作用生存。藍藻的存在使得細菌將二氧化碳和水轉化為有機碳和氧。
但是這個假設存在一個局限,那就是在早期的地球上,游離氧會迅速與豐富活躍的元素,例如氫或碳,迅速結合形成其他化合物,因此氧不會很輕易地在大氣中積聚和停留。這也是為什么甲烷作為碳和氫的混合物,成為主要的大氣氣體之一。
還有一種假設認為氧來自大地,來自某種地質來源,大地中的氧氣向上飛往了大氣層,將地球推向了更高的氧氣水平。氧氣水平變高可能使地球的平均溫度降低了約30攝氏度,因為不再需要有過多的氫來消耗氧氣。
富氧大氣會消失嗎?
地球上的氧氣可以說是突然出現的,而一個東西既然可以突然出現,那也就意味著它可以突然消失,因為這意味它的存在并不是一種常態(tài)而僅僅是一種隨機。有科學家預測,氧氣極有可能會突然降低水平,影響整個人類世界的運轉。
首先,地球升溫這是一個不容辯駁的事實,而在這種情況之下,太陽亮度和輻射越來越多地穿過千瘡百孔的大氣層到達地球,進一步增加地球熱量,同時地球上的氣體也會被分解。這樣的結果就是大氣中二氧化碳含量下降。
二氧化碳水平降低代表著地球上生物的光合作用效率變得較低,植物因此而逐漸衰敗,地球含氧量進一步減少。其次,這一整個過程在成為一個惡性循環(huán)之后,又會為甲烷細菌構建一個合適的繁殖培養(yǎng)皿,因為它們是厭氧的。
這些厭氧的甲烷細菌代表著大氣中的甲烷水平上升?傊N種水平的變化都指向了地球氧氣量的急劇下降,最終導致氧氣含量減少的結果,并使地球上的生命面臨很高的滅絕風險?茖W家為此設計了一個計算機模型,試圖用模型演算和預測地球上的氧氣水平變化過程。
結果顯示,地球上的氧氣大概還可以支撐十億年,盡管這個數字并不是一個能夠引起大規(guī)?只诺臄底,但是科學家也提到,一旦氧氣水平下降,那么整個過程將會非常迅速,地球氧氣水平迅速崩潰,幾乎不會給地球上的生物反應時間。
注意這里的生物主要指的是人類,而不是地球上所有的生物。地球上的生物并不是全部都需要氧氣才能生存的,例如一些微生物就可以在氧氣消失之后主宰地球,在沒有氧氣的星球上仍然可以生活得很好。