地球大气中的氧气浓度会变化吗?如果从21%提升到90%会怎样?

地球大气中的氧气含量并非一层不变,在3亿年前的石炭纪氧气含量最高,达到了35%,现阶段为21%;人类已经适应了现阶段的氧气浓度,氧气浓度上升和下降太多对人体都有害,90%的氧气浓度甚至还会造成氧中毒。

氧气是人类生存的必要物质,空气当中的氧气含量为21%(体积分数),另外78%为氮气,其余1%是其他气体和杂质,氧气是非常活跃的化学物质,能与许多物质发生氧化反应。

氧气对人体的影响

氧气进入人体后会转化为氧自由基,氧自由基除了能与人体内的能量物质作用释放能量外,还会氧化其他正常物质,从而杀死细胞甚至诱发癌症,好在人体内有相应的抗氧化措施来修复细胞,正常情况下人体内的氧化作用和抗氧化作用处于动态平衡。

如果人在高浓度氧气的环境下呼吸,身体的动态平衡就会被打破,从而引起氧中毒,几个氧浓度数据如下(仅作参考):

(1)19~24%,人呼吸的正常水平。

(2)24~30%,富氧浓度,人在其中呼吸会精神旺盛,身体的新陈代谢速度加快。

(3)30~80%,长时间可能会引发其他病变。

(4)80~100%,长时间会引起氧中毒,甚至死亡。

(5)2个大气压下氧浓度100%,几十分钟就能致死。

氧气对环境的影响

地球大气并不是一开始就拥有一定浓度的氧气,在几十亿年前,地球上出现了以蓝藻为代表的最早的单细胞生物,这些生物源源不断地产生氧气,最终把地球大气的氧含量提高到一定水平,从而给多细胞生物的出现打下了基础。

后来植物的出现,才大大丰富了大气的氧含量,尤其是大约3亿年前的石炭纪,地球大陆上遍布原始森林,大气氧含量一度达到了35%。

如此高的含氧量让节肢类动物疯狂生长,由于这些动物没有肺,呼吸效率低,它们通过气管或者身体的其他部位直接吸收空气中的氧气,氧浓度越高对它们的生长越有利,那时候地球上有着2.5米长的远古蜈蚣,3米长的巨型马路,还有着1米长的蜻蜓,于是石炭纪也称作“巨虫时代”。

如果地球大气的氧浓度太高,还会极易引发火灾,很多不易燃烧的物质,在纯氧或者高浓度氧气中,将变得极易燃烧,比如金属铁正常情况下是不燃烧的,但是在纯氧中燃烧非常剧烈,那样的话地球将变成一个“火球”,从而迅速消耗掉大气中的氧气。


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