地球大氣中的氧氣含量並非一層不變,在3億年前的石炭紀氧氣含量最高,達到了35%,現階段為21%;人類已經適應了現階段的氧氣濃度,氧氣濃度上升和下降太多對人體都有害,90%的氧氣濃度甚至還會造成氧中毒。
氧氣是人類生存的必要物質,空氣當中的氧氣含量為21%(體積分數),另外78%為氮氣,其餘1%是其他氣體和雜質,氧氣是非常活躍的化學物質,能與許多物質發生氧化反應。
氧氣對人體的影響
氧氣進入人體後會轉化為氧自由基,氧自由基除了能與人體內的能量物質作用釋放能量外,還會氧化其他正常物質,從而殺死細胞甚至誘發癌症,好在人體內有相應的抗氧化措施來修復細胞,正常情況下人體內的氧化作用和抗氧化作用處於動態平衡。
如果人在高濃度氧氣的環境下呼吸,身體的動態平衡就會被打破,從而引起氧中毒,幾個氧濃度數據如下(僅作參考):
(1)19~24%,人呼吸的正常水平。
(2)24~30%,富氧濃度,人在其中呼吸會精神旺盛,身體的新陳代謝速度加快。
(3)30~80%,長時間可能會引發其他病變。
(4)80~100%,長時間會引起氧中毒,甚至死亡。
(5)2個大氣壓下氧濃度100%,幾十分鐘就能致死。
氧氣對環境的影響
地球大氣並不是一開始就擁有一定濃度的氧氣,在幾十億年前,地球上出現了以藍藻為代表的最早的單細胞生物,這些生物源源不斷地產生氧氣,最終把地球大氣的氧含量提高到一定水平,從而給多細胞生物的出現打下了基礎。
後來植物的出現,才大大豐富了大氣的氧含量,尤其是大約3億年前的石炭紀,地球大陸上遍布原始森林,大氣氧含量一度達到了35%。
如此高的含氧量讓節肢類動物瘋狂生長,由於這些動物沒有肺,呼吸效率低,它們通過氣管或者身體的其他部位直接吸收空氣中的氧氣,氧濃度越高對它們的生長越有利,那時候地球上有著2.5米長的遠古蜈蚣,3米長的巨型馬路,還有著1米長的蜻蜓,於是石炭紀也稱作「巨蟲時代」。
如果地球大氣的氧濃度太高,還會極易引發火災,很多不易燃燒的物質,在純氧或者高濃度氧氣中,將變得極易燃燒,比如金屬鐵正常情況下是不燃燒的,但是在純氧中燃燒非常劇烈,那樣的話地球將變成一個「火球」,從而迅速消耗掉大氣中的氧氣。
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