若地球大气的氧气含量突然翻倍,100年后,地球会变成什么样?

说出来你可能不信,我们人类是“厌氧生物”,真正需要氧气的,是我们身体里的线粒体。

它被认为是远古的好氧生物,与厌氧生物进行合作,最终形成了今天的细胞结构。

身体里的线粒体

地球生命的初始版本,是不需要氧气的,氧气浓度上升,并不会让人类的有氧呼吸加强,反而会加速体内线粒体的消耗,最后寿命缩短。

人类的老化过程,其实也就是我们的氧化过程。

那么,地球上的氧气是怎么来的?氧气浓度升高会怎样?哪些生物能适应高浓度氧气含量?

现在的人离不开氧气

地球的氧气是怎么来的?

现在地球的大气中,有78%是氮气,21%是氧气,剩下的是其他气体。

然而,这不是地球大气的原始配置,早在大约46亿年前,地球诞生之初,大气中含量最多的是氢气、甲烷、硫化氢和二氧化碳,也就是说那个时候的地球就是一个“臭鸡蛋”。

早期的光合作用,使用的原料是大气中的氢原子,来自甲烷、硫化氢气体,不会产生氧气。

当时的生命,以古菌为主,它们是那个时代的顶级生物。

有顶级生命,那么就有底层生命,当时的一种蓝细菌(又称蓝藻),被古菌压制,它们抢不到空气中的氢原子,面临着灭绝的危险。

蓝藻可不是蓝色

在古菌的压制下,蓝细菌学会了使用水里面的氢原子,这就导致每使用一个水分子,就会有一个氧原子被剩下,两个氧原子结合就形成了一个氧气分子。

起初,氧气遇到了地球上的亚铁离子等被消耗,随着这些物质一一被氧化,地球上再也没有可以消耗氧气的存在了,于是在大约26亿年前,大气中出现了自由状态的氧气。

不起眼的蓝细菌,即将掀起一场风暴,氧气浓度开始增加,这对地球生命来说是从来没有遇到过的事情,很快,氧气就宛如毒气,蔓延了整个地球。

早期生命们在这样的氧化打击下,纷纷败下阵来,包括制造出氧气的蓝细菌。

氧气席卷地球

好在,生命总会找到出路,在氧气的淬炼之下,一种全新的生命拥有了有氧呼吸的能力。

而厌氧生命也发现,最危险的地方,也是最安全的地方,好氧生命周围,是氧气浓度最低的。

于是二者达成了“交易”,逐渐你中有我,我中有你,形成一种细胞结构,这就是我们现在大部分生物的初始形态——线粒体细胞结构。

线粒体结构

从那一天开始,地球上的生物基本上离不开氧气。是这并不代表氧气越多就越好,如果氧气浓度比较高,会发生什么呢?

氧气浓度升高会怎样?

地球历史上,真的出现过高浓度氧气时代,那就是石炭纪,距今大约3.55亿年至2.95亿年,又被称为“巨虫时代”。

在石炭纪,节肢动物的体型普遍都很大。

宛如鸽子一样大的巨脉蜻蜓,翼展半米的巨型知了,体长70厘米的肺蝎,1米以上的巨型马陆。

石炭纪时期的生物

如果人类穿越到石炭纪,会以为自己看见了异形。

这是因为,节肢动物的呼吸依靠的是身体上的气门,体型越大越能吸收更多的氧气。

气门之间通过神经相连,节肢动物的神经与脊椎动物不一样,传导速度非常慢,跟人类走路的速度差不多。

所以,体型越大的节肢动物,行动也更缓慢。

但是氧气浓度会减小这个劣势,因此石炭纪成为了节肢动物,尤其是昆虫进化的黄金时期。

石炭纪时期的巨型蜻蜓化石

如果现在地球上的氧气浓度翻倍,从21%变为42%,石炭纪的氧气含量最高峰是大约45%,平均浓度35%左右。

也就是说,我们的地球将重回石炭纪。可能一开始会有很多动物无法适应高浓度的氧气,比如人类。

我们对于氧气的要求非常高,一般来说,我们每分钟消耗0.25—0.3升的氧气。

因此健康的氧气浓度只能在19.5%至23.5%,超过或者低于这个值,人体就会有不良反应。

人类离不开氧气

42%的氧气浓度,已经超过了人体承受的极限,人类会氧气中毒。

高浓度氧气会使呼吸中枢出现麻痹,导致人体呼吸停止或者放缓,结果活活憋死在氧气中。

此外,氧气进入人体后,会变成自由基,与细胞内的很多有机物结合,造成细胞的氧化。

我们都见过被氧化的苹果是怎样的,那么我们的细胞就会变成这样。

新鲜苹果和被氧化后的苹果对比

被氧化的细胞寿命会缩短,所以人的寿命也会缩短,氧气翻倍,人类寿命被砍半。

不只是人类,大部分动物都无法摆脱这场氧气浩劫,只不过,地球上的生物不可能完全灭绝。

哪些生物能适应高浓度氧气?

首先从高浓度氧气之下崛起的,是植物。

不容小觑的植物

历史上有多次灭绝事件都是植物制造出来的,并且拉着一大堆动物陪葬。

比如石炭纪雨林崩溃,就是植物吸干了地层和大气的碳、氮、磷、钾,导致二氧化碳浓度降低,一波全球变冷大部分物种凉凉。

模拟石炭纪雨林

再者,进入新生代之后,由于环境变化,氧气浓度也逐渐降低,低矮的灌木和草取代了森林。

结果很多动物不能吃草,又凉了,植物作为生产者,总是第一波进化。

高浓度的氧气会让很多树长得比原来高,草地也像用了生发水一样变成森林,森林覆盖率翻倍。

高大的树木离不开氧气的供给

植物的繁盛会促使动物的兴旺,节肢动物们再次迎来了自己的时代,巨虫们会再次降临在大地上。

脊椎动物中,鸟类将成为代表,重现荣光,这是因为鸟类有气囊系统,这能帮助它们在缺氧或者高氧的情况下,适应环境。

不过哺乳动物就比较悲催了,因为氧气浓度增加对哺乳动物来说是致命的,很多哺乳动物可能抗不过最初,导致幸存下来的都是小体型,这让节肢动物和鸟类有机会抢占一些空缺的生态位。

值得注意的是,脊椎动物不会因为氧气浓度的增加而体型变大,只有陆地节肢动物才会如此。

而且它们的长大也是有极限的,历史上最大的节肢动物是莱茵耶克尔鲎,体长2米,但是它只能食腐,不能成为积极的掠食者。

莱茵耶克尔鲎已经灭绝

人类会成为第一个出局的物种,处于食物链的顶端,受到的打击是最大的。

这一时期,哪怕是节肢动物也过得不好,因为地球已经维持原先的21%含量太久。

不敢想象高度氧气的地球

适应期不止100年这么短,可能这场自然选择会持续上万年,直到地球上的生物都能适应高含量的氧气。

生物熬过了适应期,那么接下来就是它们繁盛的阶段。

人类的出局,让地球的空间瞬间多了起来,城市被绿色植物覆盖,参天大树再次遍布陆地。

除了建筑能代表人类来过,其他人类的痕迹会被慢慢瓦解。

巨型的昆虫会飞过天空,但是它们不会制霸天空,因为鸟类还在,食虫的哺乳动物还在。

或许巨型蜻蜓有一次登上历史舞台

总之,这场氧气含量增加,只有人类受到的伤害最大,真正的“只有人类受伤的世界”。

THE END
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12.有限空间氧含量的安全范围氧气安全浓度检测仪技术中心有限空间氧含量的安全范围应当在19.5~23.5%VOL体积比范围之内,氧气浓度高于23.5%VOL即为富氧环境,而氧气浓度低于19.5%VOL则是缺氧状态,氧气安全浓度检测仪检测到的氧气浓度无论是富氧状态还是缺氧状态,对人体健康而言,都是有危害的,情况严重甚至会危及生命。 https://www.erunqt.com/zhishi/212.html
13.安全生产月活动知识竞赛试题库5、氧气瓶与乙炔气瓶间距不应小于( )m,二者与动火作业地点不应小于( )m,并不得在烈日下曝晒。 答案:5、10 6、在生产、使用、储存氧气的设备上进行动火作业时,设备内氧含量不应超过( )。 答案:23.5% 7、在有可燃物构件和使用可燃物做防腐内衬的设备内部经动火作业时,应采取( )措施。 https://www.yjbys.com/edu/gongkai/324424.html
14.产业园区安全月知识竞赛题库C、个人防护用品配备与工作相适宜。 D、所用设施、设备完好。 E、为使用方便,电焊机、乙炔气瓶、氧气瓶已带入受限空间。 148受限空间氧含量的要求 (B) A、含氧量18.5%—23.5% B、含氧量19.5%—23.5% C、含氧量20.5—23.5% 149、受限空间内缺氧时怎么处理(A ) A、采取机械通风 B、直接输入纯氧置换空气 https://www.safehoo.com/Item/5662712_2.aspx
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17.吸氧气太多,对身体破坏性远大于高原反应,在西藏吸氧应适当!第一,氧气浓度,多少最健康呢? 在正常的大气压下,氧气富含20.9%是属于正常的浓度,23.5%就属于富氧状态了,低于19.5%就属于最小允许人类生存的浓度了,低于19%到15%的时候降低工作效率,并可导致头部、肺部和循环系统问题,再低于10%到12%,呼吸急促,判断力丧失,嘴唇发紫,高原反应了,有的人在15-19% 的情况下也会难https://m.tuniu.com/trips/30491294
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