如果地球上的氧氣含量突然暴增,會發生什麼?

在地球上,除了一些厭氧生物不需要氧氣外,其他的生物都離不開氧氣。不過,雖然地球生物的生存大都離不開氧氣,但是如果地球上的氧氣含量突然暴增,對於大多數地球生物來説卻不見得是件好事,反而可能會給大多數生物帶來滅頂之災。為什麼這麼説呢?我們簡單的來分析一下這個問題。

如果地球上的氧氣含量突然暴增,會發生什麼?

首先,我們來看一下地球史上曾經的高氧時期發生了什麼?

地球從距今約45億年前誕生,之後在距今約35億年前才出現在最原始的生命,之後才慢慢形成了大氣層,到了距今 約5.4億年前,地球上終於迎來了第一次生命的多樣性-寒武紀生命大爆發。不過,在寒武紀大氣層中的含氧量僅有12.5%左右,是現在空氣中氧氣含量的59%左右。

從寒武紀以後,地球上的生物才開始正式的演化。科學家們通過對不同地質年代地質層中的放射性同位素的分析得出,從地球誕生至今,有一個時期是含氧量最高的,它就是石炭紀。

根據科學的研究發現,石炭紀的空氣中氧氣含量最高達到過35%,是現在空氣中氧氣含量的1.67倍。那麼,石炭紀的高含氧量是如何形成的呢?在含氧量升高之後,又發生了什麼呢?

如果地球上的氧氣含量突然暴增,會發生什麼?

我們先來看第一個問題:石炭紀的高含氧量是如何形成的?

任何事情的發生都不是一蹴而就的,就像石炭紀的氧氣含量一樣,它也是有 一個緩慢增加的過程的,而推動這個事情發展的主要有以下兩個因素:陸地面積的增加以及植被的增加。

石炭紀是泥盆紀之後的一個新的地質年代,而在整個泥盆紀一切並沒有那麼平靜。在整個的泥盆紀,“褶皺造山”運動頻發,這是因為停止已久的海西運動的頻繁造成的,這讓原本的許多海洋地帶變為裸露的陸地,使得陸生生物的生存空間進一步的擴大。

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陸地面積的增加,讓當時陸地上的蕨類植物有了更廣闊的繁殖空間,所以從石炭紀開始,陸地上的森林面積就開始不斷的增加。從科學家們對石炭紀地質層的研究發現,但是的森林可能覆蓋了超過95%以上的陸地。

植物的不斷增加就意味着光合作用的加劇,植物吸收二氧化碳,排出氧氣,逐漸的大氣結構發生了變化,最終導致了從石炭紀初期大氣中15%左右的氧氣含量一路長到了35%(距今約3億年前達到頂峯,關於這個理論從目前科學家對石炭紀和泥盆紀氧氣和二氧化碳的含量測定就能看出來了,在石炭紀氧氣濃度在35%時,二氧化碳的濃度僅為0.08%,而在泥盆紀大氣中氧氣含量約為15%,此時的二氧化碳含量為0.22%)。

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超高的氧氣濃度下,石炭紀發生了什麼?

相信大家對巨蟲時代的熟悉程度要勝於石炭紀,但其實石炭紀就是巨蟲時代,在超高的氧氣含量的影響下,不通過血液運輸氧氣的節肢動物開始了自己華麗的蜕變。由於節肢動物都是通過氣管呼吸的,所以在氧氣濃度不斷的增加的同時,它們也開始了增加自己的體型以適應更好的氧氣含量。於是,出現了體長可達70釐米的普莫諾蠍、翼展接近100釐米的巨脈蜻蜓、體長超過20釐米的巨型蜘蛛以及體長可達300釐米的巨型馬陸等等。

由此可見,超高的氧氣濃度是推動當時陸地上“霸主”-節肢動物體型巨大化的主要因素。

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如果現在地球上的氧氣含量突然暴增會發生什麼?

從上面石炭紀的高氧氣含量的形成我們可以看出,氧氣含量的增加是一個循序漸進的過程,並不是一下子突然增加的,而正是因為這樣,才給了當時地球上的生物慢慢適應的機會。但是,如果是突然的暴增,首先就把地球生物的適應過程給取消掉了。

在這種情況下,所有依靠氧氣生存的生物,都會產生“氧氣中毒”的現象。對於人類而言,長期暴露在高氧的環境下首先會影響中樞神經系統,肺泡萎縮以及視網膜脱落等症狀。如果一直暴露在高氧的環境下,隨着這些症狀的加劇,機體最終會死亡。

對於人類如此,對於其他的需要氧氣的生物也是如此。其次,經過科學的研究發現,靠氧氣生存的生物體在越高的氧氣含量下,新陳代謝以及細胞氧化的速度越快,這也就意味着生物的衰老速度會加劇(前提是能適應高氧)。

因此,如果當下大氣中氧氣的含量暴增,會帶走絕大多數需要氧氣生存的動物。

如果地球上的氧氣含量突然暴增,會發生什麼?

説完了對動物的影響,接下來就輪到植物了。雖然植物的光合作用可以把二氧化碳變成氧氣,從表面上看,它只需要二氧化碳、水和光就可以,但其實植物也是需要氧氣的,因為它們需要藉助氧氣和酶來將有機物分解成能量,供自己使用。

當然,氧氣濃度突然暴增,對植物來説沒有氧氣中毒的風險。但是,氧氣濃度暴增對植物有一個致命的威脅,那就是燃燒。在燃燒的三要素中植物本身就是可燃物,而在氧氣濃度越高的環境中,植物的燃燒越容易,而且越不可控。也就是説在高濃度的氧氣下,原本自己燒一天就能滅的山火,現在變成了一直燃燒,這會讓地球上的植物燃燒殆盡。

而且植物的燃燒燒死的除了植物還有動物,對於人來説,原本簡單的生活做個飯,可能就把家,甚至是小區、村莊給燒掉。

因此,地球上氧氣突然暴增,火災的發生率變高,可控率變低。

如果地球上的氧氣含量突然暴增,會發生什麼?

總結

如果地球上的氧氣突然暴增,那麼很快地球上就是一片火海,而且由於過高的氧氣,會導致大量的動物死於長期的氧氣中毒,屆時地球上會是一片煉獄。當然,即使這樣也不會讓地球上所有生物都滅絕,因為地球上七分海洋三分陸地,即使大火和氧氣可以摧毀陸地上的生態,也不會毀滅海洋中的生態。到了那時,會像寒武紀生命大爆發之後那樣,陸地生命重新由海洋生物演化出來,過個幾億年,地球上又是一片生機勃勃(大量的燃燒消耗氧氣,產生其他氣體,大氣結構會逐漸的再次趨於穩定)。

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