燃燒和呼吸都消耗氧氣,為何大氣氧氣含量很穩定?其實變化已開始

2020-11-23 騰訊網

我們都知道空氣中氧氣很多,佔到了大氣成分的21%左右,自從人類能測量大氣中氧氣含量以來,氧氣所佔比例至今變化不大,那麼為什麼氧氣含量能夠在大氣中保持相對份額的穩定性呢?

大氣中的氧氣基本上都是來自於綠色植物的光合作用,比如樹葉中的葉綠體可以接受陽光,吸收空氣中的二氧化碳,在陽光的高能量輻射作用下,將碳留下並將氧氣放出,這被認為是地球大氣中氧氣的主要來源。

其實地球上的氧氣還有另一個來源,那就是水蒸氣遇光的分解作用,在地球剛形成的時候,氧氣含量是極少的,後來小行星的撞擊等給地球帶來了大量的水,這些水在地球的表面蒸發成為水蒸氣,在太陽紫外線等高能量電磁輻射的作用下,水分子被分解成氫氣和氧氣,氫氣容易跑到大氣層外散逸掉,氧氣則會留在大氣層中,這被認為是地球最初氧氣的來源。

不過如今大氣層中的氧氣大多是來自海洋湖泊中的藻類和陸地上的綠色植物,因為光合作用是一種更高效的氧氣產生方式,這種方式可以吸收大氣中的二氧化碳,降低二氧化碳的濃度,產生氧氣並且增加大氣中的氧氣含量,不過如果任由植物這樣製造氧氣的話,那麼大氣中氧氣濃度將會一直升高,而二氧化碳的含量將會一直減少,當減少到一定程度的時候,二氧化碳的不足也會反過來導致植物無法生存。

不過動物的存在又起到了平衡的作用,因為動物的呼吸作用需要消耗氧氣,呼出二氧化碳,因此動物都是二氧化碳的製造者,幾千萬年以來,地球上的氧氣和二氧化碳含量的變化都不大,一般認為正是植物的光合作用與動物的呼吸作用在起著平衡效果,不過由於地球大氣的質量十分巨大,地球上的動物或者植物增多或者減少在短時間中也並不會對地球大氣中氧氣和二氧化碳濃度造成影響。

不過隨著人類工業革命的興起,近二三百年來燃燒化石燃料大量消耗了大氣中原有的氧氣,因此科學家認為如今地球上的氧氣含量相比300年前是有所降低的,而二氧化碳的含量也有著明顯增加,因為植物通過光合作用增加了氧氣和減少了二氧化碳含量,已經跟不上人類對氧氣消耗的幅度。

所以,實際上地球大氣層中的氧氣和二氧化碳含量變化已經開始,百年來人類活動造成二氧化碳在大氣層中的濃度已經增加了1/4,這造成了如今人們已經明顯感覺到的全球變暖現象,科學家認為工業革命以來的人類活動已經導致地球升溫2℃左右,如果不加控制的發展下去,那麼地球的溫室效應將會給地球生態和我們人類造成災難性影響,2015年12月12日在巴黎召開的氣候大會上,各國共同籤訂了《巴黎氣候協定》,約定到本世紀末地球溫度在目前的基礎上升溫不超兩度,這需要世界各國都在節能減排上作出努力。

相關焦點

  • 地球大氣中的氧氣濃度會變化嗎?如果從21%提升到90%會怎樣?
    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。
  • 如果地球的氧氣含量增加一倍,世界會發生什麼變化?
    那麼,是不是大氣層中氧氣含量越高越好呢,假如氧氣含量增加一倍,到底會發生什麼樣的改變呢?地球大氣層空氣密度的變化當前,地球近地大氣層中氧氣所佔的比例為20.9%,排名第一的是氮氣,佔比達到78.1%,氮氣和氧氣共同構成了大氣層的絕對主體,剩餘的1%為氬氣、二氧化碳、水蒸氣和其它稀有氣體。
  • 空氣組成和氧氣含量的測定(提高)
    要點二、測定空氣中氧氣含量的方法(高清課堂《空氣組成和氧氣含量的測定》)1.實驗原理: 利用紅磷在空氣中燃燒,將集氣瓶內氧氣消耗掉,生成五氧化二磷白色固體,使密閉容器內壓強減小;在大氣壓作用下,進入集氣瓶內水的體積即為減少的氧氣的體積
  • 大氣含氧量:偏高偏低都非好事
    生命呼吸、燃料燃燒和一切氧化過程都需要消耗氧氣,氧氣在全球生物化學循環過程中起著絕對重要作用。如果地球大氣中沒有氧氣,人類就無法生存。那麼,大氣氧氣含量下降會對地球環境造成怎樣的影響?大氣含氧量是越高越好嗎?  追蹤大氣「氧來源」大氣含氧量也可稱為大氣氧濃度,通俗地講,就是氧氣在空氣中的佔比。
  • 如果地球上的氧氣含量增加一倍,世界會發生什麼樣的變化?
    氧氣是地球上誕生眾多生命形式的必需物質之一,為維持生物體新陳代謝、推動生理活動的正常進行和機體健康持續發展,提供必要的物質和能量基礎性輸入。從某種意義上來說,如果地球上沒有氧氣,就不會形成豐富多彩的碳基生命世界。那麼,是不是大氣層中氧氣含量越高越好呢,假如氧氣含量增加一倍,到底會發生什麼樣的改變呢?
  • 大氣中有多少氧氣和二氧化碳?全球氣候變暖是因為二氧化碳排放?
    關於大氣中的氧氣與二氧化碳的幾個數字2020年初,地球大氣中的二氧化碳(carbon dioxide)濃度為412PPM(parts per million,以體積計),或者為622PPM(以質量計)。這個濃度會隨著季節變化而變化,如北半球春夏因為植物的吸收而下降,而秋冬因植物死亡、腐爛、冬眠而增加。
  • 地球上99%的物種都需要氧氣,氧氣雖好,可高濃度氧氣卻有毒
    生命要想維持正常的生理活動,就必須從外部環境攝入能量和物質。除了比較低級的生命形式,比如厭氧菌,氧氣是地球上絕大多數生命所必需攝入的物質之一。地球誕生於45億年前,生命大約形成於35億年前,其實地球上最早最原始的生命是不需要氧氣的,那時地球大氣中的氧氣濃度也比較低。
  • 若氧氣含量從21%變成90%,地球上會發生什麼?
    現代地球大氣的成分組成(體積比)如上圖所示,氮氣百分比為78% ,氧氣百分比為21%,剩餘的都是一些稀有氣體。其中氧氣是生物有氧呼吸不可或缺的氣體,就像人類的細胞進行呼吸消耗葡萄糖和氧氣,釋放能量和二氧化碳。而植物等需要藉助陽光和二氧化碳進行光合左右,釋放氧氣。
  • 如果地球大氣中的氧氣含量突然翻倍,100年後地球會成什麼樣子?
    如果地球大氣的氧氣含量突然翻倍,那麼無論是對生物,還是對氣候都會產生很大的影響,我們具體分析一下。氣候因素很多人以為地球氣候是一成不變的,其實在地球歷史上,因為氧氣的緣故,導致地球上曾經出現幾次較大的氣溫波動。
  • 如果地球的氧氣含量翻倍會發生什麼?
    不易溶於水,1L水中溶解約30mL氧氣。在空氣中氧氣約佔21% 。液氧為天藍色。固氧為藍色晶體。常溫下不是很活潑,與許多物質都不易作用。在烴類的氧化、廢水的處理、火箭推進劑以及航空、航天和潛水中供動物及人進行呼吸等方面均需要用氧。動物呼吸、燃燒和一切氧化過程(包括有機物的腐敗)都消耗氧氣。但空氣中的氧能通過植物的光合作用不斷地得到補充。在金屬的切割和焊接中。是用純度93.5%~99.2%的氧氣與可燃氣(如乙炔)混合,產生極高溫度的火焰,從而使金屬熔融。冶金過程離不開氧氣。為了強化硝酸和硫酸的生產過程也需要氧。
  • 若地球大氣中的氧氣含量提升到百分之九十,地球會如何?
    地球大氣現在的氧氣含量是21%,氮氣含量是78%,其餘的1%是二氧化碳以及一些稀有氣體等,氧氣含量大約為大氣層空氣總量的五分之一。如果地球上的氧氣含量稍微下降一點或者是上升一點的話,那麼都會對地球產生不利影響,現在地球上的含氧量是很穩定的,都在21%左右,但是有科學家估計過,如果大氣氧含量超過35%的話,那麼是非常危險的,因為氧氣濃度過高將會導致火災極易發生,到時候全世界各地隨時都走可能發生火災,地球就會變成一片火的海洋。
  • 氧氣的季節性變化讓火星上的大氣更加神秘
    美國宇航局「好奇號」收集的數據顯示,火星上的氧氣含量隨著季節的變化而變化。今年早些時候,NASA的「好奇號」探測器測量到一次令人困惑的甲烷爆炸,科學家們再次對大氣中氧氣的變化感到驚訝。火星上的空氣並不多,大氣壓力還不到地球上的1%。而佔火星大氣0.13%的氧氣是最新的科學難題。
  • 氧氣的重要性和對地球萬物的影響
    高海拔的人群本身處於氧氣稀少地區,這就是為什麼低海拔的人類前往西藏會有不適感了,因為身體已經習慣了一個氧氣濃度,是不可能立刻適應其他差別較大的氧氣濃度的。另外高空中的飛機也會受到影響,因為我們假設存在的這一過程必然是從高空(氧氣最難補充的地方)開始明顯減少,所以飛機的引擎會熄火,但是當掉下來一定高度(掉下來也需要時間),如果機組人員重新啟動引擎又會穩定運行(畢竟五秒鐘氧氣就恢復了)。
  • 氧氣是一種慢性毒藥?氧氣殺死人類只需80年?其實我們都搞錯了
    眾所周知,氧氣、水和溫度是地球生命存在的三大要素,如果失去這其中一種,可能都會導致生命誕生的可能性降低,而在這三種要素中,氧氣的地位十分重要,生活在地球上的動物,幾乎都需要呼吸氧氣,如果沒有了氧氣,我們都將陷入窒息,隨後休剋死亡。
  • 如果地球上的氧氣突然增加一倍,會發生怎樣的變化?為什麼?
    氧氣,對於地球上的大多數生物來說,都是必不可少的元素。不僅如此,大氣中氧氣含量的多少也左右著地球生物的演化過程。比如,早期地球上的生命都是厭氧生物,隨著大氧化事件出現,地球迎來了巨蟲時代,後來氧氣濃度減少,巨蟲也被淘汰。也就是說,氧氣濃度的比例,決定著地球上存在的生命種類。目前我們人類之所以能夠在這個時代生存,就是因為我們適應著目前地球上的氧氣濃度。
  • 氧氣,從毒性氣體到有用氣體:前40億年地球氧氣演變史
    幾乎一直到35億年以前,整個地球上都是沒有氧氣的,從35億年前開始,地球上演化出一些能夠進行光合作用的細菌:藍藻(又稱藍細菌)。這些細菌能夠利用光照將空氣中的二氧化碳變成有機物,但是會釋放出一種副產物:氧氣。
  • 假如地球大氣的氧氣含量突然翻倍,100年後的地球會變成什麼樣?
    目前地球大氣層中的氣體,主要由78%的氮氣、21%的氧氣,還有1%的稀有氣體和雜質組成的混合物。如果地球氧氣番倍,那氧氣的含量就會達到42%,這是一種非常可怕的生態巨變,雖然地球生命的生存離不開氧氣,可目前21%的氧氣含量是地球經過至少上億年的生態變化才形成的,而地球生命也適應了這樣的氧氣環境至少數百萬年以上。現在氧氣含量突然番倍,你說地球生命和人類能夠適應嗎?
  • 氧氣「多多益善」嗎?高濃度氧氣會對人體產生什麼影響?
    生命要想維持正常的生理活動,就必須從外部環境攝入能量和物質。除了比較低級的生命形式,比如厭氧菌,氧氣是地球上絕大多數生命所必需攝入的物質之一。地球誕生於45億年前,生命大約形成於35億年前,其實地球上最早最原始的生命是不需要氧氣的,那時地球大氣中的氧氣濃度也比較低。
  • 科普:是誰製造的氧氣,氧氣到底是從何而來?
    氧氣瀰漫在地球的大氣層中,大氣層的空氣密度隨著其高度而逐漸下降,也就是越遠離地面空氣越稀薄,同理,空氣中的氧氣含量也就越低。去過高原的人往往會有這種體會,在海拔幾千米的高原或是山峰上,呼吸會變得很困難,這就是因為空氣中的氧氣含量下降所造成的缺氧症狀。那麼有人或許會問,是誰製造的氧氣,氧氣到底是從何而來呢?
  • 大氣中氮氣佔78%,為何生物的呼吸作用基本都依賴於氧氣?
    氧氣的化學性質比氮氣活潑很多,生物利用氧氣作為呼吸氣體時效率更高,也更容易實現。在地球大氣中,氮氣的體積含量為78%,氧氣為21%,其他氣體只佔1%,地球上的生物基本都選擇了氧氣作為呼吸氣體,而不是氮氣,比如植物在白天可以進行光合作用,同時植物會消耗氧氣進行呼吸作用,只有少數的厭氧菌不需要氧氣生存。