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生命离不开氧气，如果地球是一个纯氧环境，会是什么样呢？

花匠小妙招
2024-12-21 21:49

古人云：“七日不食则死”，意思是七日不食必死，人比食物更需要水。过去，人要想活着，不吃不喝是活不下去的。还有一件事我们一刻也离不开，那就是氧气。

人必须呼吸才能生存。对于一些特殊人群来说，呼吸普通空气甚至是不够的，比如医院里的病人。吸氧可以辅助治疗，甚至可以帮助患者维持生命。那么氧气的浓度不是越高越好吗？如果地球是一个纯氧环境，会是什么样子？我们知道，我们呼吸的空气中除了氧气之外，还有很多其他的气体。空气的成分大致是这样的：78%的氮气，21%的氧气，0.94%的惰性气体，0.03%的二氧化碳，还有少量的水蒸气等气体。

地球空气的成分比例并不总是恒定的，而是一直在变化的，但这种变化的周期很长，几万年都很难看到肉眼可见的变化。

尽管如此，地球历史上确实出现过一个富氧时期，我们称那个时期为石炭纪。石炭纪这个名字很有意思，可以说准确地描述了那个时期的特征。我们知道，煤炭是植物深埋地下后，经过复杂的化学变化形成的，而当今世界上的煤炭，绝大部分是在石炭纪时期产生的，这也是这一时期名称的由来。

那么为什么绝大多数煤炭都来自石炭纪呢？那当然是因为这个时期有很多植物。那么为什么会有这么多石炭纪植物呢？因为植物作为地球早期的生命形式，当时已经达到了相当的发展水平，但是以植物为食的食草动物非常少，尤其是大型食草动物几乎没有出现，当一种生命形式没有天敌时，其数量自然会急剧增加。

植物在进行光合作用的过程中吸收二氧化碳并释放氧气，所以地球的二氧化碳含量在逐渐减少，而氧气含量在逐渐增加。

研究认为，石炭纪地球的氧气浓度达到了35%左右，氧气浓度增加的最大受益者是昆虫。昆虫有一种非常独特的呼吸方式。它们不像其他动物那样有鳃和肺，它们靠外骨骼上的瓣膜呼吸。氧气通过气阀进入体内，通过气管输送到全身各处。

这种氧气运输方式决定了短途运输效率极高，但长途运输无能为力，因此昆虫的体型有限。但在氧气浓度高达35%的世界里就不一样了。在这样的环境下，即使它们变大了，也能满足身体对氧气的需求，于是这些虫子开始疯狂生长，巨大的脉络，翼展可达0.7米。正是在这种环境下，蜻蜓出现了。

但是，宏观上氧气浓度高并不是什么好事，因为氧气浓度高，火灾频繁发生，二氧化碳浓度低会导致气温下降，所以发生了石炭纪生物大灭绝，巨型昆虫自此出现死于退出历史舞台。

石炭纪氧浓度只有35%，可以创造出一个与现在截然不同的世界。如果地球是纯氧环境，那就太可怕了。在纯氧环境中，火势会持续不断，根本无法扑灭，而许多不可燃物质在纯氧环境中会变得可燃，例如铝。这不是纯粹的想象。过去，美国和苏联的飞船舱室为了节省制造成本，都是纯氧环境，发射时稍有不慎，就会引起火灾，导致宇航员死亡。美国和苏联都发生过灾难。

另外，氧气是一种有两个面的气体。一方面是保证我们生存的“仙气”，另一方面也是促使我们衰落的“毒气”。

氧气进入体内后会氧化细胞，被氧化的细胞会变成游离基在体内徘徊。我们之所以能慢慢衰老，是因为我们的身体有抗自由基的物质，但是如果我们摄入过多的氧气，衰老的速度就会加快，如果我们处在纯氧的环境中，那么我们就会衰老迅速、中毒，甚至死亡。

既然吸氧这么危险，为什么患者还能用吸氧辅助治疗和维持生命呢？关于患者吸氧，很多人可能存在误解。医院给病人吸入的氧气不是纯氧，而是浓度在30%左右的氧气，只比普通空气的含氧量略高。对于呼吸衰竭的危重病人，吸氧浓度可提高50%，但吸入纯氧绝对不行。因此，如果地球是纯氧环境，那么地球上所有的生命都将不复存在，无论是动物还是植物。反过来说，地球不可能是纯氧环境，因为没有植物，谁来制造氧气。