如果氧氣突然暴增,地球會變成什麼樣子?

5372天離


大家基本都提到了3億年前地球高氧含量時期的巨大昆蟲化石。

不過我看都在說結果,似乎還沒有人解釋為什麼含氧量增加會導致動物體型的變化,尤其是變化最明顯的昆蟲。

昆蟲我們天天接觸天天談論,但是卻很少人真的瞭解昆蟲的結構。很多人可能會以為有腦袋有肚子的昆蟲和很多脊椎動物一樣,有心臟、肺、大腦等常見的結構,所以很多人會覺得被切掉頭的蟑螂能存活是件很厲害的事。實際上,昆蟲這一大類動物,不僅沒有我們通俗理解的大腦,甚至也沒有心臟和肺。

和脊椎動物將氧氣通過特定的呼吸器官送入血液不同,昆蟲主要依靠被動呼吸。昆蟲的腹部胸部兩側都分佈有通氣孔,氧氣通過自由交換進入血液,血液再提供給細胞。這種被動的呼吸方式效率是基本固定的,通過增大通氣孔和器官的支狀網絡系統可以增加攝氧量,但是會換來換氣系統體積的倍數增長,呼吸效率反而下降。

所以昆蟲的體型存在一個極限,如果體型大小超過了這個極限,呼吸效率過低活動不靈活,體型優勢不再存在。這個矛盾就像是超級跑車的百公里加速,要快就得動力強用更大的發動機,但發動機大了重量也就大了,加速反而會變慢。這個時代昆蟲體型的極限大概是巨型甲蟲,最大體長在20釐米左右,氣孔和支狀網絡的體積已經佔了身體的大半,再大就會難以飛行。如果你有興趣搜索一下最大的幾種昆蟲,就會發現它們大多數都不能飛。

唯一能改變這個極限的就是空氣中的氧含量,所以當氧含量升高,昆蟲的呼吸效率變高,長得大是水到渠成的,甚至不需要進化。在實驗室高氧環境中培養的蜻蜓,就比同一代的普通蜻蜓體長增加了20%-25%。

所以如果含氧量突然暴增,昆蟲的體型也會突然暴增,幾乎不會有多少滯後,可能隔兩天就會看到蚊子變得越來越大。


不過對於主動呼吸的脊椎動物來說情況就不一樣了,因為有能控制主動呼吸,劇烈運動可以靠主動控制來短暫增加攝氧量,所以我們不需要非常巨大的呼吸系統,含氧量並不是影響體型的最重要因素。尤其對於恆溫的高等動物,影響體型的更不是空氣含氧量,而是溫度和食物。舉個簡單的例子,我們這個時代地球空氣的含氧量是20%左右,比3億年前的30%低了不少,但是我們這個時代卻出現了地球生物史上體積、體重最大的物種,藍鯨(雙腔易碎龍體長更長,但體重以目前研究估計在120噸以上,藍鯨較大個體200噸以上)。關於體型的問題又是另一個故事了,如果有興趣的話不妨關注我們,向我們提問,我們另起一個話題。

總而言之,含氧量突變會導致昆蟲體型迅速發生變化,這是由於昆蟲的呼吸方式所導致的,但不適用於脊椎動物。


SMETalk


地球的歷史上就有多次大氣層中氧氣含量劇增的情況,每次氧氣的增加,帶來的都是生物體型和數量的暴增,就是這些氧氣含量的增加,才促使地球上生物的蓬勃發展。

有些理論認為地球大氣層中的氧氣大量的形成,是在大約20多億年前,在那個冰河紀結束的時期,地球開始回暖,各種能產生光合作用的藍藻等生物開始大量繁殖,氧氣從一個很低的水平不斷攀升,最終形成含氧的大氣層。隨之帶來的就是地球上生命的第一次衝刺般的生長。相比原先不具有細胞核的祖先,新生的具有完整細胞核的生物體型可以增大上萬倍。

隨後,地球上平淡了很多億年,知道新的氧氣增幅出現,這時,多細胞生物,具有器官和組織的生物不斷出現。從軟體動物發展到貝殼,骨架。最終生命大爆發出現了,這就是所謂的“寒武紀大爆發”,魚類,爬行動物,兩棲動物,各種植物以及小型的哺乳動物都出現了。

有了氧氣,生物才能把食物轉化為能量,從而更快的生長和生活。這時大型的動植物遍佈地球,在恐龍出現之後,地球上動物的體型達到了頂峰。但大型的恐龍等動物需要更多的氧氣和食物,對環境的變化更為敏感,隨著小行星撞擊地球等災難的發生,恐龍等大型動物滅絕了。

但是小型的哺乳動物卻比較靈活,再躲過了災難之後,在沒有大型動物的自由空間開始蓬勃的發展,隨後不斷演化成我們現在的地球,慢慢人類出現了,並且站在了食物鏈的頂端。這就是地球上氧氣兩次劇增的結果。

歡迎評論,關注量子實驗室。


量子實驗室


如果氧氣突然暴增,地球會變成什麼樣子?

其實地球歷史上也是有過氧氣含量大大高於現在比例的時代,約在3億年前的石炭紀末到二疊紀初,當時的含氧量約為35%,當然您也許認為高含氧量是一件好事,其實不然,如果您有興趣,可以繼續往下看。

這是地球歷史上氧含量變化的曲線,除了3億年前的那個高峰之外還有一次是1億年前左右的,高含氧量時代石炭紀時代昆蟲的體型變的異常龐大,各種昆蟲大小甚至超出我們的想象,如下可以直觀的來感受下:

一隻翅展70CM的蜻蜓化石

當然這個是模擬圖,現代不存在如此龐大的體型的昆蟲!

疊紀後期含氧量是如何下降的科學界一直難以有統一的說法,比較靠譜的猜測是一場閃電引發了全球性的大火災(但是石炭紀到二疊紀上億年的時間就沒有一場閃電?),事後大氣含氧量降低,能分解木質素的菌類也開始發展,固化的二氧化碳也能重新進入大氣循環,逐漸將氧氣含量穩定在了這個水平。不過高含氧量極易導致火災確實是一個極為嚴重的問題,當年的阿波羅1號在1967年例行測試發生的火災,就是在高氧環境下導致的,以至於到後來艙內環境都是普通大氣環境!

地球氧含量突然暴增會有幾個後果:

1.火災發生概率以及發生後的猛烈程度將前所未有

2.各種設備的燃燒效率將大大增加,比如內燃機和噴氣式發動機等,但損壞率也將增加,因為所有的設備都是以21%含氧量的大氣環境設計的,突然增加會讓這些設備的工作溫度超過設計極限。

3.各種建築物等建築材料,還有鋼架結構的等的氧化速度大大增加,壽命將大為減少

4.各種江河湖泊的溶解氧大大增加,各種魚類的生存區域將會大幅擴展,即使在汙染缺氧的河道里將開始出現魚類

5.人類的生活工作效率短時間將大幅增加,另外一些肺氣腫的病人狀況將大為改善,但長時間在這個環境下是不適合的,就如長期在高原生活習慣的人突然回到平面,會引起類似支氣管肺炎的症狀,長期可能會導致比較嚴重的後果。

6.對於其他動物的影響,也許會比人類適應性強一些,但長期影響應該趨向與負面。

7.高氧環境對植物影響比較有限,只要二氧化碳維持在一定的水平,植物生長依然沒有什麼問題,但最終將會導致植物大幅生長,因為高氧環境極易發生難以撲滅的火災甚至全球性大火,導致二氧化碳含量在短時期內上升會促進植物的快速生長!

8.原本21%的大氣含量,如果氧氣大幅增加其他成分不變的話,會導致大氣壓上升,這個對於鳥類以及飛行器等,起飛與降落將變得更容易,但對於一些原本維持在某一臨界狀態的溶洞等不見得是一件好事.....對於人類以及動物的影響,慢慢增加也許有個適應過程,突然增加可能會有比較嚴重的後果。

.....限於篇幅不再羅嗦,各位如有要補充的請留言,大氣中氧含量暴增絕對不是一件好事,不要認為我們呼吸氧氣就可以無限增加,物極必反的道理想必大家都瞭解!因此我們並不希望大氣中的氧含量忽上忽下.....


星辰大海路上的種花家


氧氣暴增,看樣子氧含量飆升了不少,人類終於不用再操心著溫室效應、海平面上升了,因為,在曾經的地球大地上,氧含量達到過35%的高度。那時候地球的平均溫度比現在要低大約3攝氏度,這不就不用擔心溫室效應了嗎。

地球變成什麼樣子呢?

生物的體型肯定是要變大的,再給一些時間,地球上可能會再次出現與恐龍一般大的生物,行走起來,轟隆轟隆的。

氧氣暴增的年代裡,那些原本體型很小的蜻蜓,也會變得很巨大,翅展甚至可以接近一米,這是得有多恐怖啊。

對現代的一些機器的影響很大,估計原本按照氧濃度21%設計的發動機、內燃機都要重新開始設計了。

氧濃度的暴增會使地球上的一些物質發生氧化還原反應的可能性變大,當然嘍,還得看氧濃度暴增到何種地步,如果暴增到40%,前所未有的高度,可能真的就是一會兒一場森林大火了。

另外,人類的基礎壽命會縮短,畢竟氧氣的氧化作用太強大了,這會導致人的機體過早的衰老。

其實吧,說了這麼多,真的不好預料氧氣暴增,人類會面對哪些狀況,因為,在地球的過去歷史中,雖然氧氣濃度飆到過35%,但是呢,那是發生在3億年前,而在3億年前的地球上,哺乳動物還未出現。

哺乳動物出現的時期較晚一些,在1.45億年前才剛剛出現。而在大約1億年前的節骨眼上,氧氣濃度自之前快速下降之後又飆到了30%。而沒過去多久,在6500萬年前,恐龍滅絕了,此後氧氣濃度一直在下降,直到現在的氧氣濃度21%。

所以,人類自誕生以來,就生活在這樣的環境中,現如今地球上的大部分物種同樣也是這樣,一直是生活在氧氣濃度21%的自然環境中,你說這氧氣濃度突然暴增會出現什麼情況呢?很顯然啊,地球上的大部分物種又要開始滅絕了,人類或許可以依靠科技力量帶來改善。


一枚遊戲科幻迷


那就是二氧化碳增多,全球變暖,海平面上升等問題

然而,要是我們賴以生存的氧氣取代二氧化碳,突然翻了2倍的話。

我們的地球會變成怎樣?人類又會變成怎樣呢?

實際上,地球大氣中的空氣含量 在21%-25%之間。

在這樣的情況下,人類才能繼續在地球上歡樂地蹦躂。

然而, 一旦氧氣的含量突然打破這個理想區間, 暴漲2倍 ,也就是40%以上的話。

地球就會大變樣,變得熟悉又陌生,人類也會遭受重大的生存挑戰

首先, 氧氣增多了 ,生物氧氣中毒的風險也會增大

第一批適應不了環境的動植物 ,人類會被直接抹殺。

然後, 存留下來的生物, 體積會變大。

也就是說 ,滿大街的巨人, 巨型生物在奔跑

人吃的大米氧氣含量足夠了,體積產能變大後,袁隆平爺爺也得下崗、賦閒在家。

並不是在扯淡,這可是有歷史依據的。

早在3億6千萬年前的石炭紀時期,由於地球氧氣含量比現在多了30%以上。

於是,那時候整個地球真的不僅存在著巨型植物,還存在著巨型昆蟲。

然後到了侏羅紀 ,就有了巨型恐龍。

久而久之, 巨型生物幾乎滅絕, 人類就開統治地球了。

所以 ,要是地球因某種原因開始大變天,說不定真的會一夜回到解放前。

另外, 氧氣增多了, 自然火災也會頻繁發生。

更重要的是, 一旦森林發生大火後, 人類很難將其撲滅。

畢竟氧氣是燃料充分燃燒的關鍵養分,所以, 到那時估計森林變火海也是家常便飯。

不過, 氧氣變多後帶來的唯一好處就是, 腫瘤疾病減少了。

這是因為 ,氧氣增加會使可以摧毀腫瘤的自由基變多。

總的來說 ,無論是氧氣增多 ,還是二氧化碳含量增多都不是件好事。

為了人類的生存 ,小夥伴們還是得從身邊小事做起, 節能減排, 保護地球呀!

你是最棒的!


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最明顯的變化是生物巨型化,大約3億年前,氧氣佔空氣的35%。蜻蜓作為一類最古老的昆蟲,大約3億5千萬年前進化出現的,從化石中得知蜻蜓的體積要大得多

因為它們受益於氧含量的增加,那時候的蜻蜓的翼展大約有2.5英尺。這就是為什麼有大型動物如猛獁象和恐龍的原因。隨著氧氣水平下降,大尺寸的動物不復存在。所以如果氧氣加倍,動物也會變大,這將導致地球的動物迴歸到史前階段。

因為多數生物都依賴氧氣,較高的氧氣含量聽起來很不錯,我們想當然地認為高含量氧氣是“好”的,因為我們太依賴它了

,但氧氣是極其活潑的。想想當火災突然變得更多更大無法控制時的情況


氧氣是如此的活躍,它會對活組織造成重大的傷害,高氧氣含量影響最大的是人類壽命會減短,自由基(即O2-)被認為會通過氧化應激加劇老化過程,這干擾了許多細胞生理生化過程:蛋白質的合成、DNA複製、細胞間信號傳遞,也被認為是導致多發性硬化症、老年病、帕金森病和其他許多疾病的原因。

氧氣,生命的能量氣體來源,也是生命退化,疾病,並最終死亡的來源。

氧氣的雙刃特性被稱為氧悖論。一方面,氧賦予了生命的能量。沒有氧氣,活細胞雖然可以通過厭氧代謝(無空氣的無氧方式)從葡萄糖分子中提取能量。然而,在有氧氣條件存在下,人體可以從相同數量的葡萄糖分子中提取16倍無氧條件下的能量。考慮到人類的能量需求,沒有氧氣意味著死亡。大腦中的神經元特別敏感,即使是幾分鐘的缺氧,也會導致神經元的快速死亡。

另一方面,氧氣具有極強的腐蝕性。一輛嶄新的汽車,在有氧氣條件下最終會鏽成一堆灰塵。氧氣破壞食物,使食物變質。自由基學的基本觀點是,如果有機會,氧氣就會破壞人體的分子成分,就像它鏽金屬和燃燒建築物一樣。最具破壞性的是,氧與氫結合在一起,形成各種不穩定和高活性的自由基分子,以及其他活性氧自由基(ROS)。在這些有毒的ROS形式中,氧會系統地破壞細胞的DNA、酶、蛋白質和細胞膜。這是氧氣的暗面任何在48小時內呼吸純氧的人都會死亡,這是氧氣對肺組織造成損害的受害者。

我們能夠在地球的大氣層生存下去,很大原因是因為惰性氮氣稀釋了我們呼吸的氧氣,而身體已經形成了應對機制,以應對這種低水平的氧氣的破壞性影響。


科學閏土


氧氣的增加需要有一個度才好衡量會有什麼結果?題主說氧氣突然暴增,不敢肯定是暴增到什麼程度,不過氧氣在大氣層含量中突然出現大幅度變化絕不是什麼好事。

氮78,氧21,其他氣體1%,我們從中學的時候就知道這個比例:地球大氣層中氮氣含量佔到了78%,氧氣含量佔到了21%,其他氣體佔到了1%,如今地球的表面環境和生態系統已經形成了針對21%氧氣含量的平衡,如果氧氣含量暴增的話,那麼這種平衡就會被打破。


體現在生物界,最明顯的變化就是生物大型化,在恐龍開始出現的時代,空氣中氧氣含量達到了35%,那時候的一些昆蟲比現在的體型要大好幾倍,比如有的蜻蜓長達一米,其他昆蟲也是如今同種類昆蟲體積的數倍大小,而且恐龍巨大的體型據說也和氧氣含量充足有關係。

然而氧氣多了就真的好嗎?不是的,過多的氧氣攝入對於生物組織來說並非好事,高氧氣含量影響最大的是生物壽命會減短,因為過高的氧化反應會加劇組織細胞老化過程,並且會影響蛋白質的合成、DNA複製、細胞間信號傳遞等。

過多的氧氣還會加速一些金屬的氧化過程,比如鐵、銅、銀等,如果氧氣含量翻倍,這些金屬的氧化反應也會大大加快,金屬的使用壽命會更短。

氧氣含量增多導致的最明顯的結果就是火更旺盛了,易燃物也更容易燃燒了。

氧氣增多另一個結果就是地球大氣層中的溼度增加,因為當太陽風吹出的氫離子打到地球上的氧原子的時候,將會形成水分子,當大量的氫原子和氧原子組成水分子,那麼地球大氣層的溼度就會增加一些了。



科普大世界


如果地球上的氧氣含量暴增,會出現一些特殊的情況。最明顯的,就是發生森林火災的次數會急劇增加。高含氧氣的自然環境,會增加火災,也更加不容易撲滅。屆時,全球各地都會燃起熊熊的大火,城市都被包圍在火海之中。

地球早期的生物,其實都是厭氧的。據研究,地球早期氧氣含量極低,二氧化碳的含量比較高。氧氣對生物來說,實際上具有毒性和腐蝕性。但是,氧氣對血紅蛋白細胞也有重要意義。生物體體內血紅蛋白細胞多含有氧成分,提供的能量“燃燒率”會更高,也就是說,氧對生物體是高級別的養料。隨著自然選擇發生作用,越來越多依賴氧氣的生物物種開始出現。越是高級的,系統複雜的生物物種,越依賴氧氣來汲取能量。脊椎動物等高級一點動物的出現,就是因為地球上氧氣的增加。研究還表明,耐力越高的動物,越依賴氧氣。

在侏羅紀或者更早時期,氧氣含量比現在高得多,以至於出現諸多體型龐大的生物。從爬行動物,海洋動物,到昆蟲,體型都比現在大上很多。比如,那時候的巨型蜻蜓往往翼長可以達到2米。


懷疑探索者


如果氧氣突然暴增,對人類來說並不是什麼天上掉餡餅的好事,正相反,這可能對人類生存造成巨大的危機。

雖然氧氣是人類的生命之源,但氧氣絕對不是越多越好。實際上,臨床上就存在因吸入過多氧氣而造成的“醉氧”症。醉氧症通常發生在大量吸入純氧,或者剛從氧氣缺乏的高原地區回到氧含量正常的平原地區的人群中。

醉氧的症狀和醉酒很像,其引發原理一方面和人體血紅蛋白適應性相關,一方面和高氧環境中氧自由基在體內的積累相關。

實際上,地球大氣層在遠古時代,曾經有一段高氧的歷史,這是根據不同地質史地層的含氧量推測而來的。而在相同的地層中,發現了大量巨型生物的化石。比如巨大的體長超過一米的蜻蜓。

目前有觀點認為,高氧濃度的環境,會使得物種的體型向巨大的方向進化。但無論如何,物種適用性和氧氣濃度之間的關係,是一個長期自然選擇和淘汰的平衡。對於所有已經適應目前地球環境的物種,包括人類,如果氧氣濃度突然劇烈變化,無論是高還是低,都將是一場災難。


羅生物語


很高興回答你的問題。

1. 火災多到無法控制。

這是最簡單不過的結局,由於氧氣量上升,很多原本的星星之火,真的就可以燎原了,任何溫度高到一定程度的環境,都可能在醞釀一場驚天地、泣鬼神的火災。

火災的大規模行動,可能導致這個地球上很多植被的覆蓋率下降。

當然,被燒燬的森林,恢復起來也就更快,本身燒燬過後的森林,就是個養料的集散地,地表復甦的能力提高。

2. 新物種誕生更多

除了一些厭氧菌之外,基本上,水和氧就會成為物種誕生的溫床啊。

有了更大量的氧氣,新物種醞釀和產生的速度也就更快了。

到時候什麼會飛的魚啊,能變色的狗啊什麼的,都可能出現,只是你別害怕就是了。

3. 身邊的金屬啊、大橋啊加速老化和生鏽。

氧氣加速氧化的另一個過程,就是慢速的氧化。比如金屬的大橋啊什麼的。氧氣量提升,會導致一些比如埃菲爾鐵塔啊、蘇通大橋啊,這些大型建築,每年需要的維修費用更高、維修的頻率更頻繁。

甚至你買的蔬菜,以前三天會壞,現在可能2天不到就壞了。剩菜以前罩個罩子,第二天還能吃,現在呢?第二天就長毛了。

這些都是潛在的可能。

如果你能適應,基本上氧氣量提升影響不會特別大。

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畢竟,我辣麼萌~


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