若地球大氣中的氧氣含量從百分之二十一提升到百分之九十,地球會怎樣?

反迷你戰區23師師團長


若地球大氣中的氧氣含量從百分之二十一提升到百分之九十,地球會怎樣?

其實我們不用去設想地球含氧量達到90%後的狀態,只要來了解下一個案例即可,這是宇航史上最慘痛的一次經歷:

時間:1967年1月27日

地點:美國佛羅里達州卡納維拉爾角34號發射臺

設備:土星1B號運載火箭頂部的阿波羅指令艙

事故:突發大火,三名宇航員大火發生17秒後即不幸罹難。

大火後的阿波羅1號

阿波羅1號的火災事故原因

1967年1月27日,阿波羅一號全套發射裝備正在進行Plugs-out" 測試,即與發射臺所有物理連接均中斷,開啟任務測試,但發射火箭的一種測試方式,目的是保證火箭與飛船能獨立工作並且保持聯繫!

但當時有一個極為嚴重的錯誤:阿波羅一號艙內為純氧環境,現在看來似乎是一件不可思議的事,但當時有一個背景:艙內大氣環境必須人工調節,如果使用含氮空氣,那麼比例調節會增加飛船製造成本,因此一直以來美國飛船艙內都是純氧環境,而此前在“水星計劃”和“雙子座計劃”中被證明為純氧環境安全!

測試過程中一條電線被的銀觸點與洩露的乙二醇發生電解放熱反應而導致的火災,而純氧環境下火災幾乎無法控制,向內打開的艙門在爆燃的高壓下無法開啟,17秒內全部遇難,而外部救援在5分鐘後才打開艙門,早已為時已晚!

其實早在1961年3月,前蘇聯宇宙飛船艙內就發生一起純氧狀態下爆燃事故,宇航員瓦連京·邦達連科遇難,但前蘇聯絕密狀態下美國並不知道這一起事故!事後NASA測試發現,鋁甚至可以在純氧環境下燃燒,而可燃物甚至能達到劇烈燃燒的效果。

在阿波羅1號的嚴重事故以後,艙內環境調整為發射時艙內空氣為海平面氣壓,60%為氧氣,40%為氮氣。發射期間氣壓將會調低至5千帕斯卡(kPa),並逐漸在飛往月球的頭24小時內轉為100%氧氣。

如果地球大氣層含氧量調整為90%會如何?

前文已經說明了純氧下的火災幾乎是無法撲滅的,而90%含氧量的環境和純氧基本就沒多少區別,那麼後果也會很明顯:

1、生物體體型會加大

2、各種鋼結構建築維護量數十倍上升

3、人體初期會很興奮,後期會氧中毒,幼童甚至有失明風險。

4、火災頻發,無法撲滅

當然生物體型其實沒啥機會增加了,因為90%的含氧量是不可持續的,全球性的大火即可就會發生,這個火災可能會持續到地表的可燃物等徹底燒完才會終結。因為大氣層體量實在是太大了,即使地表可燃物都燒完,這個比例也不會下降多少,未來地球表面的含鐵礦物都會被氧化,形成紅色地球?也不是沒有可能哦!

地質史上的高含氧量時期

地球歷史上還真有過這樣的時期,不過不是90%,而只有35%,儘管只比現代高了約14%,但產生的後果可是可觀的!

地質年代:石炭紀

氧含量:35%

地質特徵:巨大的生物,一半以上的煤炭都是石炭紀所遺留。

這個時代應該是很恐怖的,一隻蜻蜓翼展0.7米,一條蜈蚣長達3米,假如我們穿越到這個時代,一個現代一腳能踩死好幾條的蜈蚣可能得浪費你一個彈夾!

因為昆蟲的呼吸系統效率比較低,因此它們的呼吸在高含氧量下更有效率,體型也會擴張的令人恐懼的程度!當然終結石炭紀的可能也是全球性大火,高含氧量對於一個時代的生物來說可能有好處,但更多的可能是壞處,地球的含氧量需要一個平衡,而不是一味的增加!

地球的含氧量近期來一路都在走低,但當前並不是最低時刻,不過請放心地球氧含量不會忽高忽低,上圖是以億年為單位的變化曲線,如果以萬年為單位,那麼將是一條直線,因為地球的含氧比例保持在21%左右已經很久了!


星辰大海路上的種花家


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。從而使大氣層的成分達到一種動態平衡。

對於人體而言當氧氣含量在10%以下,就會變得呼吸困難異常急促,幾分鐘後就會喪失意識並且致命;氧氣濃度在10%-19%之間,會感覺到頭暈,渾身無力疲憊;而當氧氣濃度在19%~24%之間的時候,是最適宜我們生活學習的,屬於正常範圍; 而如果氧氣濃度達到90%以上,正常人是受不了的,短時間內會氧氣中毒而亡,一般只有重病患者自身難以維持呼吸,才會短時間內用高濃度進行吸氧。


地球歷史上曾有過高氧濃度的時代,例如下圖表中就是地球從10億年前到現在為止的氧氣含量變化,大約在3.5年億前,大氣氧含量曾達到過35%,地球上的巨蟲時代說的就是那個時期,1米多長的蜻蜓、3米多長的馬陸以及幾米高的大支柱比比皆是,昆蟲類特殊的呼吸系統是可以很好的適應高氧環境的。

由此可以知道地球上的生物有的是可以適應高氧環境的,例如昆蟲類,由於特殊的呼吸系統並不使用肺呼吸,這可以讓它們體型變大來適應高氧的環境。還有一點比較重要如果氧氣含量是瞬間變化的,從21%到90%,那麼地球上的大部分生物都會面臨著滅絕,第六次生物大滅絕時代就會到來,但是會有極其小的一部分生物可以延續下去。


高氧的環境還有一個不利之處,就是會瞬間發生全球性的大火,氧氣含量過高非常容易自燃,這一點上我們根本無法抵抗,全球性的大火會消耗掉一切,但是氧氣的大量消耗以及二氧化碳的釋放,會改變氧氣濃度的。但無論如何段時期內人類是無法適應這樣的環境,除非可以苟延殘喘的幾十萬甚至數百萬年,通過進化可能會生存下去。

對於環境的變化只要不是劇變,那麼生物就有能力生存下去,但如果某些重要的因素上發生劇變,就會發生生物大滅絕事件。就像地球上已經發生了五次生物大滅絕事件,全部都是環境劇變導致。人類有什麼更好的辦法可以延續下去哪?



科學黑洞


地球?地球不會怎樣,地球也無所謂氧氣濃度是多少,倒黴的是地球生物。需氧動物適應的是低濃度楊環境,氧濃度上升到90%,能直接使很多生物健康受損,甚至死亡。

別將地球人性化,地球就是個岩石、熔岩、金屬、水體構成的球,沒有意識沒有自主運動能力,地球上的氧氣濃度無論如何變,對地球整體是沒什麼影響的,只不過地球的大氣和地面物質的組成會發生變化。氧氣的氧化性極強,如果氧濃度增加到90%,大氣中的臭氧濃度或者超氧化水等含量可能會稍微高一些。這些氧化性極強的物質,對生物是有毒害作用的,莫不如說氧氣就有毒害作用,氧化作用會產生氧自由基等化學基團,能夠強烈地攻擊生命物質,無論是蛋白質還是基因都會遭受其侵害,現代對於壽命等的研究都指出基因中累積的傷害是導致死亡的原因之一。如今的大氣氧含量稍微增加對生物生存有利,在森林中人的呼吸就感覺更舒服,如果氧含量太高的話,對需氧動物是致命性的。

在現代醫學中,尤其是神經系統疾病的恢復過程中,有時候會用到高壓氧艙,氧氣加壓最高工作壓力不大於0.2MPa,也就是兩個大氣壓,可以促進神經系統的供氧以促進神經系統的修復,進入高壓氧艙一次也就幾十分鐘,並不能一直待在裡邊,一般不能超過1.5h。在高濃度氧環境中,高濃度的氧會損傷肺組織,導致肺水腫、肺淤血等不良反應,最終結果是呼吸衰竭死亡。在高於50%的氧含量環境中,已經是致命的了,不過脫離環境後經治療還可以痊癒,而在100%濃度的氧氣中,致命只需要6分鐘左右。所以地球大氣中的氧氣含量升高到90%,對生物生存反而是不利的。地球歷史上氧氣濃度最高的時候也只有34%足有,那時候陸地上已經出現了恐龍等體型龐大的動物,還有一些巨型昆蟲。不過它們龐大的體型更多的是由於生存競爭等複雜因素,而不是氧含量直接導致的。

在高濃度氧環境中,地球也可能經常發生燃燒事件,只要物質到達燃點,在充足的氧氣供應下就可能發生大火。地球歷史上也曾多次發生大面積的火災,而新聞中也經常看到美國加州和巴西雨林等地區經常發生自然火災,除了光照的原因,也和腐殖質發酵、森林中氧氣更充足等情況有關。


來看世界呀


在1774年8月1日,英國化學家約瑟夫·普里斯特利做了一個實驗,將太陽光聚焦在玻璃管中的氧化汞上,發現氧化汞會釋放出一種氣體,普里斯特利給這種氣體起名叫做“消炎空氣”。

後來他發現蠟燭在“消炎空氣”中會燃燒的更旺盛,而將老鼠放進裝有這種氣體的容器中,老鼠會呼吸的更活躍,存活的時間也比在裝有同體積空氣的容器中更久,這就是氧氣的發現。

在生命出現之前,地球大氣中的氧氣含量是極少的,生命的出現對大氣環境影響是很大的。

目前在地球上氧元素的含量是最高的,大約佔46%,其次是28%的硅,鐵元素僅佔6%,不過在自然界中的氧氣含量卻不是最高的,在地球大氣中僅佔21%。

氧氣是需氧生物必不可少的條件,眾所周知,包括人類在內的所有生物都離不開氧氣。

首先我們的呼吸就離不開氧氣,身體裡的紅細胞全身輸送氧氣讓各器官正常工作,然後再把二氧化碳送到肺部,呼氣出去,然後一個呼吸完畢。而且根據科學家研究發現,動物的生長和空氣中的含氧量有關,氧氣就像是一種地球的能量,維護著生命的安全。

即使地球上大部分的生命離不開氧氣,但是任何物質都是有兩面性的,氧氣也並不是越多越好的。

還記得生命沒有出現之前的巨型生物嗎?比如我們現在看到的小蜻蜓,其實在之前由於含氧量極高所以連個小蜻蜓都是巨無霸的存在。高氧含量確實可以為生物的呼吸提供更好的活力,而生物也可以長得巨大。

但是大氣中氧氣的含量還是需應該有一個合適的範圍的,在那個範圍之間,對地球上的許多物種來說都是有利的發展。過量的氧氣對我們而言是有毒的,如果長時間吸入過量的氧氣的話,很有可能會產生胸痛,噁心,嘔吐,甚至是致盲等狀況的。

而且氧含量的升高會使很多現在不易燃的東西變得非常容易燃起來。比如塑料,只要在氧氣含量很高的地方,它們會非常簡單的燃燒起來。當然還有許許多多的物品,原本就可燃燒的氧含量範圍之內再增加氧含量,它們會燃燒得更旺。

所以氧含量無限制地升高上去將會導致的結果就是生物大滅絕。


星球上的科學


從動物構造來說,動物個頭越高,所需要供上頭腦的血壓越高。動物的心臟的體積就要隨之增大。在幾億年前的古地球。當時席被很厚,森林茂盛。氧氣比現在高出幾倍。致使當時的恐龍無需要生長出太大的心臟也能給腦部供血。使這一地球霸主動物活了幾億年。但隨後的距今一千五百萬年時,由於地球氧氣濃度繼續增大,是如今的好幾倍。致使恐龍及多類動物眼睛失明,而無法正常覓食,最終導致包括恐龍在內的大量物種滅絕。這是繼“星球撞擊理論”後的另一種可能。或是兩者的疊加。

因此,如果地球的氧氣從百分之二十一提高到百分之九十的話,地球上的陸地動物包括人類將滅絕,只保存水下生物!


核料反應堆盛


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。

氧氣是人類生存的必需品,如果沒有氧氣,一般人三分鐘就會死亡,氧氣含量下降到19.6%的時候,人體就會感到不適,氧氣濃度為12%~19.6%的時候,呼吸就會急促,反應變得遲鈍,而下降到10%~12%的時候,就會呼吸受阻,非常疲勞,當氧氣含量進一步下降的時候,人體就會面臨生命危險。青藏高原的平均氧氣含量大約是平原地區的65%,所以一般人去了青藏高原,都會有高原反應,輕則吸吸氧,重則性命危矣。


相比於氧氣濃度的下降,氧氣濃度的上升對於人和地球而言,也不是什麼好事,雖然你可能覺得如果地球氧氣濃度增大的話,那麼豈不是呼吸更加順暢,而且據說氧氣含量高的話,身體也會變得更大,如果真的是這樣的話,那豈不是很好麼?實際上,在地球的歷史上曾經有過一個名叫石炭紀的時代,這個時代所有的生物都異常大,有長成參天大樹一般的蕨類植物、長達3米的蜈蚣、一米長的蜻蜓以及人頭大小的蜘蛛。而它們之所以能夠如此肆無忌憚地生長,是因為在石炭紀地球的氧氣含量比現在高得多,平均含氧量是35%,最多的時候超過現在的兩倍。

氧氣含量的增加,看起來似乎是好事,但是實際上如果突然增加的話,那無異於災難,你可能聽說過高原裡生長的藏獒放到了平原之後總是嗜睡,這是因為環境下氧氣含量的突然增加導致了藏獒的不適應,藏獒醉氧了,需要時間去適應,這對於人來說也是一樣的,如果人突然處於一個氧氣濃度很高的環境,他也會覺得很想睡覺,會感覺到很睏倦。

如果地球的氧氣濃度稍微增加一點也並非一點好處也沒有,畢竟氧氣越多的話,就越是能夠給更多的動物提供生命的必需品氧氣,但是凡事有一個限度,氧氣含量35%就是地球上氧氣含量的上限,超過這個限值,地球就會大亂。在氧氣含量很高的環境裡,火更容易升起來,而如果地球氧含量突然增加到了91%,那麼幾乎跟純氧差不多了,這個時候隨隨便便一點火星就足以點燃整片森林,再來一陣狂風,地球上很快就是一片火海。


一些暴露在空氣中的電路,可能稍微短路了一下激起了一點火花,結果因為處於幾乎純氧的環境中,瞬間就可以點燃整個電路了,生火做飯可能都不再安全,因為打開生火開關之後,火苗可能竄得都比人還要高了。再者啊,別忘了氧氣含量過高會導致地球上的昆蟲體積膨大的歷史,如果氧氣含量變得比石炭紀還要高了,那麼恐怕今後的蟲子要長到恐龍那麼大吧,而人類可能不一定能長到很大,你說這可怕不?


鏡像宇宙


回到古代,你會發現當氧氣量上升到一定程度時,生物的進化方式會發生巨大的變化。因為細胞的溶氧量高了,導致生物變得異常的巨大,比如地球古代上的蜻蜓和蜘蛛,都身長將近2米左右,這在今天簡直就是超級怪物,但是這卻是真實的歷史!

生態環境是孕育生命的最佳搖籃,如果它發生了變化,生物會受到滅頂之災。首先當氧氣濃度上升後,純氧就會產生劇毒,這種劇毒會毒殺各式各樣的生命體。不說純氧了,即便是今天地球上的氧氣都會人體有一定行的毒性,只不過這種毒性非常的小,可以忽略不計。但是當積累到一定程度後就會發作!

當氧氣濃度上升後,由於氧氣是火焰的助燃劑,如果大氣層的純氧濃度過高,會引起自燃,並且是無法撲滅的自燃。大氣層會燃燒,地球的天空將成為一片火海,隨著氧氣逐漸的燃燒殆盡,地球上的生命體將會窒息的困境,任何生物都無法逃脫。

同時當氧氣質量上升後,會對地球的氣候產生劇烈的影響,這種影響就是古代所發生的一些氣候變換的事件。我們人類之所以能存活到現在,不光是進化,還有智慧。我們的進化是離不開自然環境的變化的。因此如果地球此時此刻氧氣量上升到90%的話,地球上現有的生命體會在一天之內全部滅絕掉!但是會有一些單細胞以及不依賴氧氣生存的生物!

我是宇宙V空間,一個科普天文愛好者!本文由宇宙V空間原創,轉載請註明出處!如果你對這篇文章有疑問,請在下方評論和留言!

宇宙V空間


據說人是猴子進化的。十分偶然的原因,一些精明的猴子學會了鑽木取火,然後就不吃生啦,吃熟食是人類進步具有決定性的劃時代的里程碑。

假設地球的癢氣含量從目前20%左右上升到98%,根據物理化學的有關原理,人類基本上就要回到吃生食的歲月。

地球上的生物,以吃生食為主的都沒有人性。

即使吃生食也不會愜意多久,有些人一不小心,牙齒打架,或者走路磨蹭的太重,都可能造成十分嚴重的不可挽回的後果。

為了安全,人類還必須消滅太陽,消天雷電,月亮要不要消天有待於磚家評估,一絲一毫的星火和熱度,都隨時可能讓全體人類成員,一個不漏的變成烤猴子。


歲月如歌0898123456


那地球就會被氧化,幾乎所有的東西都可以點燃,每時每刻都有火災,地球會慢慢變成煉獄,不適合人和生物居住,人體自燃會很普遍,總之,不可想象,任何好東西,多了就是毒,鹽吃多了,飯吃多了,酒喝多了,肉吃多了,心血管疾病和癌症就會找上門,道理是一樣的!


大健康公益演說家


人類和大多數哺乳動物在這種環境中下根本無法生存。海平面附近的空氣由21%的氧氣組成,動物都需要氧氣生存,人體實際上並不在乎我們呼吸氧氣的百分比,而對氧氣的分壓(pO2)做出反應。在標準大氣壓下含21%氧氣的空氣中的氧分壓為0.21ATA(21%×1atm),人體可以在氧分壓降至0.16ATA的情況下表現得正常,人體能夠承受的長期氧分壓上限僅為0.45ATA左右,當氧分壓超過0.5ATA時,幾天後就會出現氧氣中毒症狀。雖然潛水運動員可以在1.4-1.5ATA的氧分壓下能夠呼吸8-14小時才能感受到肺氧中毒,但也只是短期。因此,當大氣壓不變,地球大氣中的氧氣含量從百分之二十一提升到百分之九十後氧分壓為0.9ATA,對人體是有毒性作用的。

在氧分壓環境長期生存的最大挑戰受到氧氣毒性的限制,過多的氧氣攝入會引起活性氧的過量產生,導致細胞功能紊亂並破壞組織,尤其是肺、心臟和大腦。

氧氣由兩個氧原子組成的分子,氧分子沒有電荷,因此正常情況下是無毒的。問題是,只要分子O2存在,它就會形成氧自由基。氧自由基是由氧形成的高活性分子,通常含有至少一個不成對的電子,例如超氧陰離子、過氧化氫、羥基以及單態氧。氧自由基在體內經常攻擊其它分子並與之結合,從而破壞或改變那個分子的性質。因此,只要有氧氣,就會有氧自由基,氧自由基的數量與氧分壓成正比。氧自由基可以通過破壞酶分子或者引起脂質過氧化從而破壞細胞功能,在許多疾病甚至衰老過程中,氧自由基都被認為是最終的病因。

正常情況下動物體內存在相關機制使氧自由基失活,並修復它們造成的一些損傷,兩種主要的防禦是超氧化物酶和過氧化氫酶。這兩種酶都有助於維持還原型谷胱甘肽的供應,還原型谷胱甘肽有許多巰基,氧自由基會與它們結合,因此不能對細胞造成損傷。維生素E和C也是抗氧化劑。雖然有理由認為既然氧自由基導致細胞損傷,服用抗氧化劑應該有助於減少損傷。但是到目前為止,許多研究結果未能顯示服用抗氧化劑補充劑有任何好處。

總之,只要有氧分子存在,就會生成氧自由基,氧自由基的數量與氧分壓成正比。在正常的氧分壓狀態下,我們的身體細胞完全有能力修復氧自由基所造成的損傷。當氧分壓和氧自由基的數量增加時,就會導致細胞不能儘快修復氧自由基造成的損傷。因此,損傷會不斷累積,直到細胞功能受損或死亡。


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