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如果地球氧氣含量突然翻倍會發生什麽?

在早期,地球大氣中二氧化碳的含量非常高。直到藍藻等生物的出現,通過光合作用釋放出大量的氧氣,大氣中的氧氣含量逐漸增加,生命才有了進壹步進化的機會。

目前地球大氣中的氧氣含量為21%,動植物已經適應了幾百萬年的今天的生態環境。壹旦這種平衡被打破,氧氣含量翻倍,地球將上演新壹輪大滅絕,食物鏈將被重塑,食物鏈下遊的節肢動物將重新崛起。這壹幕發生在3億年前的石炭紀。

生命對地球的影響

歷史上曾經出現過氧氣濃度遠遠超過今天地球的時代。石炭紀開始於2.55億年前。在6500萬年的過程中,植物極其密集,森林和沼澤遍布大陸,這個時代的地質地層中有很多煤炭,因此被命名為石炭紀。

除了大量的煤,石炭紀最著名的是巨大的昆蟲。石炭紀氣候濕潤,蕨類植物繁盛,針葉林幾乎覆蓋了整個盤古大陸,大氣中氧氣含量達到35%。在高氧環境下,不依賴肺呼吸的節肢動物迎來了發展的黃金時代,石炭紀是巨蟲主宰的時代。

節肢動物的身體結構不同於哺乳動物。體內沒有肺,維持生命的氧氣通過遍布體壁的管狀結構進行交換。這種呼吸方式對氧氣的利用效率非常高。當時空氣中含氧量高,節肢動物新陳代謝加快。為了避免氧中毒,節肢動物的體型會增加很多。

當然,古代也有很多食肉動物。為了避免淪為食物,節肢動物不得不長大,讓對手望而卻步。於是有了身長1米的蠍子,翼展1米的蜻蜓,身長2米多的蜈蚣,身長3米多的馬陸。

當然,今天的昆蟲要再次變成巨蟲還需要非常長的時間,而人類作為今天地球的霸主,絕不會給昆蟲東山再起的機會,會毫不猶豫地殺死有威脅的物種。

隨著大氣中氧氣含量的增加,臭氧層的體積會相應增大,照射到地球地面的紫外線會相應減少,自然光引起的光合作用會增加,植物的體積會擴大,植被的數量會空前繁盛。

有些動物會因為不適宜氧氣的改變而滅絕,尤其是壹些厭氧生物,但是大量的動物會為了應對環境的改變而出現體型的爆發式增長。大型動物和巨蟲哪個更強哪個更弱?

其實哺乳動物和鳥類還是要占優勢的,但是鳥類的翅膀和骨骼內部是中空的,壹旦支撐不住體重,就有可能出現鴕鳥的樣子。雖然恐龍也因為含氧量的增加而稱霸地球,但是恐龍這種消失在歷史長河中的物種已經不可能再出現了。但對人類來說,未必是好事。

人類的適應能力很強,從平原到海拔高的缺氧地帶,經過調整就能適應。如果適當增加空氣中的氧氣,人體呼吸系統會更加舒適,新陳代謝會加快,精力會更加旺盛。

壹旦含氧量達到2倍,人體內部平衡就會被打破,甚至會出現醉酒的現象。如果人體不能適應富氧環境,體內代謝率會增加,食物含量會增加,但壽命會縮短。

當然,對於氧氣增加的問題,人類有很多方法可以應對,比如用口罩捂住鼻子,減少呼吸中的氧氣量,去高海拔地區躲避。身體適應環境中的氧氣量後,可能會迎來新的變化。人體可能會隨著動植物增加,然後大家都會和姚明壹樣高。

隨著氧氣的增加,燃燒效率會提高,地殼活動會更加劇烈,火山爆發時有發生。再加上植被茂密的森林,地球上的火災會更頻繁地出現。

石炭紀持續了幾千萬年,導致植物形成了厚厚的煤層,壹場大火點燃了整個煤層,蔓延到了全球。燃燒產生大量溫室氣體和有毒氣體,使地球溫度升高,殺死無數動植物。氧氣增加後,類似的場景可能不會直接上演,但蝴蝶效應會繼續深深影響地球。

類似澳洲的山火會更頻繁的出現,溫室效應會越來越不可控,生態圈會洗牌,當然機會也會出現。

比如畜牧業迎來黃金發展機遇,雞鴨鵝規模擴大,甚至昆蟲也成了食物,餐桌上會有數不清的食材。

答:如果地球上的氧氣翻倍,昆蟲和節肢動物會向大型化進化;壹億年後,人類將乘坐皮皮蝦旅行!

目前地球表面的平均含氧量為21%,是指氧氣的體積百分比,而不是質量百分比;如果氧氣含量增加到42%,實際上氧氣總量幾乎會增加兩倍;氧氣總量增加壹倍後,實際含氧量約為34%。

對於34%的氧含量,幾乎正好是3億年前石炭紀到三疊紀的氧含量(35%)。當時也被稱為“巨蟲時代”。身長超過1米的蜻蜓,身長超過3米的馬陸(俗稱千足蟲),身長半米的蜘蛛,都與含氧量密切相關。

氧含量對人體的影響大致如下:

(1)10%以下,幾乎困難,意識喪失,幾分鐘就能致命;

(2)10%~15%,氣短,口唇發紫;

(3)15%~19%,頭暈嗜睡,大大降低工作效率;

(4)19%~24%,正常範圍;

(5)24%~30%,富氧濃度,人類生存的最佳氧濃度,精神表現旺盛;

(6)30%~50%,氧濃度高,人體可以慢慢適應,但很難預測是否會導致其他疾病;

(7)50%~90%,短時間內人體不適,長時間可致命;

(8)90%以上,幾分鐘就能致命。只有在特殊場合,人才能以如此高的濃度呼吸,比如搶救重傷病人;

在3.55億年前到2.5億年前之間,屬於石炭紀和三疊紀。由於之前泥盆紀蕨類植物和裸子植物的興起,當時的陸生生物太少,使得之後的石炭紀含氧量急劇增加,達到了地球歷史上的最高值——平均35%。

高濃度的氧氣對壹些生物來說是致命的,但對壹些生物來說卻是非常有益的,尤其是昆蟲,因為昆蟲不需要肺來呼吸,氧氣低的時候只能收縮來保證氧氣供應。

壹旦氧氣含量增加,昆蟲的呼吸系統可以支持更大的體型,或許皮皮蝦可以長到兩米長;而且昆蟲的外骨骼結構對哺乳動物有天然的優勢,最終昆蟲的體型會越來越大,直到超越哺乳動物。

而且,高濃度的氧氣會大大加速人的新陳代謝功能,壹般傾向於降低人的平均壽命。因此,最好將氧氣濃度保持在適當的水平。

氧氣是地球上大多數生物的基本元素。不僅如此,大氣中的氧氣含量也影響著地球上生命的進化。例如,在早期,地球上的生命是厭氧的。隨著大氧化事件的出現,地球迎來了巨蟲時代。後來氧氣濃度降低,消滅了巨蟲。

換句話說,氧氣濃度的比例決定了地球上存在的生命種類。目前我們人類能在這個時代生存下來,是因為我們適應了目前地球上的氧氣濃度。

但如果地球上的氧氣突然翻倍,包括人類在內的很多生物可能都難逃滅絕的威脅。

目前地球大氣成分中的氧含量約為21%。如果氧氣增加壹倍,大氣中的氧氣含量約為42%。這裏補充壹下:目前地球上大部分生物的氧氣適應範圍在35%以下。

人體突然吸入比以前純度高壹倍的氧氣,容易醉酒,甚至氧中毒。原理是這樣的。因為氧是壹種非常活躍的元素,氧自由基進入人體後會四處遊蕩,攻擊和殺傷身體各種細胞,導致身體無法正常工作,甚至器官代謝出現問題,出現各種功能紊亂,如動脈硬化、記憶力減退、阿爾茨海默病等。,而且會讓人體衰老得更快。

如果長時間呆在高濃度氧氣的環境中,會發生氧氣中毒,甚至呼吸衰竭而死。註意,不是所有人都會死於氧氣中毒。如果有些人生活在高原,他們會更適應環境。

這是因為氣壓隨著海拔的升高而降低。海拔3000m以內,海拔每上升1000m,氣壓下降10Kpa,含氧量也下降。

比如海拔4000米左右的氣壓約為54.9 kPa,標準大氣壓為101.325kPa,是標準大氣壓的0.54倍。

如果發生全球性的氧化事件,高原的含氧量會低於平原,單純從含氧量來看,高原比平原更宜居。

對地球的影響2.9億年前的石炭紀時期,地球處於大氧化時期,空氣中的氧氣濃度約為35%,有時甚至達到45%,是現在的兩倍多。

這壹時期,地球上出現了兩棲動物和巨型昆蟲。因為沒有天敵,又適應了豐富的環境,此時就是地球的霸主。

值得註意的是,兩棲動物和昆蟲的體型都非常巨大。在石炭紀時代,壹種被稱為巨脈蜻蜓的物種在張開翅膀時可以達到95cm,是今天的5倍。

除了巨脈蜻蜓,石炭紀還有很多昆蟲和兩棲動物,有些兩棲動物甚至以爬行動物為食。

生活中,要想發生燃燒反應,需要滿足三個條件:可燃物、助燃劑、燃點。氧氣是壹種催化劑。

不僅如此,氧氣的濃度也會影響燃燒反應的完全性。我們在高中做實驗的時候就會知道,如果把點燃的蠟燭放在壹個封閉的燒瓶裏,燒瓶裏的氧氣消耗完之後,蠟燭會自動熄滅。

但是,如果我們在燒瓶中燃燒,我們可以通過壹根管子向其中加入高濃度的氧氣,那麽蠟燭就會劇烈燃燒,也就是蠟燭發出的光會更亮。

氧氣濃度大於25%時會導致劇烈燃燒,氧氣濃度大於30%時可引起爆炸燃燒。

所以壹旦發生火災,就會引起大規模的連鎖反應。

2.9億年前的石炭紀大滅絕是因為含氧量高,導致火災頻發。

這是因為當時的石炭紀植物資源非常密集,產生了大量劣質褐煤(假以時日褐煤會變成優質煤)。據估計,褐煤的厚度約為30米,極高的含氧量使火勢極易蔓延,於是大量動物被直接燒死,壹批動植物失去了棲息地而滅絕。

根據科學家的計算,大火開始後的10年,地球50%的地方還在繼續燃燒,只有部分地區因為山川阻隔而沒有完全燒毀。

即便如此,由於地火蔓延,空氣中有毒氣體增多,間接導致大量物種滅絕;而且火災導致溫室氣體增加,所以火災發生100年後,全球平均氣溫達到30度左右,大量生物滅絕。

這次滅絕也被稱為石炭紀生物滅絕,大約46%的物種在這裏滅絕。

雖然此時我們沒有大量的煤可以燃燒,但我們的地球上仍然有許多可燃物,所以當空氣中的氧氣增加壹倍時,泥炭時期發生的生物滅絕很可能會再次出現。