如果地球的氧氣含量突然增加一倍,會發生什麼?

花匠小美


空氣中氧氣增加一倍,那豈不是人人都能置身森林氧吧中,感情好啊!負氧離子濃度高,這不是當下旅遊景區、度假房、洋房別墅主推的概念嗎?然而,真的是這樣嗎?

氧氣濃度越高越好嗎

我們要明白一個事實,現在空中氧氣佔比約為21%,如果氧氣突然增加一倍,那就是增加到42%,考慮到密度差,如果只是質量增加一倍,那麼實際氧氣佔比由21%上升到34%左右。34%又意味著啥呢?氧氣濃度在19.5%至23.5%之間,人生活是非常舒適的;而>23.5%就意味著富氧;而超過50%,那就要命了:如果很短時間處於這樣環境中,比如4~5分鐘,經治療可痊癒,這種情況多出現在絕對密閉環境中,比如說高壓氧艙。也就說,氧氣含量超過23.5%,其實是過猶不及了!那麼問題來了,氧氣濃度超過23.5%,會怎樣!歷史早有先例!

巨蟲時代:0.5米的蜘蛛,1米多的蜻蜓

35%左右的氧氣濃度,在歷史上曾有過。大約3億年前石炭紀至三疊紀時期的含氧量就是35%左右,由於前一段泥盆紀時期蕨類植物和裸子植物的崛起,而那時陸地生物還太少,因此直接的結果是,導致石炭紀氧含量劇增,達到了地球歷史的最高值:平均35%。現在看來,實在是非常恐怖,當時有長達1米多的蜻蜓,3米多的馬陸(也稱千腳蟲),0.5米高的蜘蛛,遠古蜈蚣橫寬(從左腳到右腳)足足有2.6米。簡直不可思議,這些都和含氧量有著密切關係。所以,那一段又被稱作“巨蟲時代”。

氧氣濃度過高對生物的危害

氧氣濃度過高是會引起中毒的。因為氧氣可以產生氧自由基,會損傷生物膜結構,從而導致人類衰老,長期吸入高濃度的氧氣會對人體造成永久性損傷甚至導致死亡。我們現在生活的21%左右的氧氣環境中,大家都適應了,因為體內的抗氧化酶以及維生素C、維生素E能幫助我們消滅氧自由基,從而保證我們的機體正常運轉。濃度過高,反而導致新陳代謝加快,可能降低人類的平均壽命。

大家在乘飛機時,空姐總會介紹如果遇事故氧氣面罩會脫落,亦或者有重病病人要用吸氧機,到西藏等高原地區要背氧氣瓶,這多少讓人產生誤解,認為氧氣是個好東西,濃度越高越好。實際上,氧療應特別謹慎,醫學上的氧療也多采用60%以下的氧氣,避免純氧對人體的傷害。所以,氧氣濃度絕非越高越好,如果氧氣含量增加一倍,恐怕我們將會遭遇一次生命浩劫!

你們覺得還可能導致哪些後果呢?歡迎大家說說你的看法!


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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。

但如果地球上的氧氣突然增加一倍,或許包含人類在內的許多生物都難逃滅絕的威脅

對生物的影響

目前,地球的大氣成分中的氧氣含量約為21%,如果氧氣增加一倍,那麼大氣中的氧氣含量約為42%。這裡補充一下:目前地球上大部分生物的氧氣適應範圍為35%以

突然之間人體吸入純度比之前高一倍的氧氣,容易出現醉氧,甚至氧中毒。原理是這樣的,由於氧元素是一種非常活躍元素,因此氧自由基進入人體後會到處流竄,攻擊和殺死各種身體細胞,會導致身體無法正常工作,甚至會出現器官代謝出現問題,以及出現各種功能障礙,比如:引起血管硬化,記憶力衰退,老年痴呆等,還會使得人體老化得更快。

如果長時間處於高濃度氧氣的環境,就會出現氧中毒,甚至會因為呼吸衰竭而死

。注意一下,並不是全部人都會因為氧中毒而死,如果有些人生活在高原上,則會更適應環境。

這是因為氣壓伴隨著海拔高度不斷下降,海拔3000米以內,海拔每上升1000米,氣壓減少10Kpa,氧氣含量也隨著減少。

比如,海拔4000米左右的氣壓約為54.9 千帕,標準大氣壓為101.325kPa,是標準大氣壓的0.54倍。

如果全球發生大氧化事件,那麼高原上的氧氣含量會低於平原地區,單純從氧含量來說,高原相對於平原而言更宜居。

對地球的影響

  • 巨蟲增多

在2.9億年前的石炭紀,地球處於大氧化時期,空氣中氧氣濃度約為35%,甚至有時達到了45%,是今天氧氣濃度的兩倍還要多。

在這個時期,地球上的生物有兩棲動物和巨型昆蟲。由於沒有天敵,再加上它們適應富養環境,因此在此時的地球上,它們是地球的霸主。

值得注意的是,無論是兩棲動物,還是昆蟲,它們的體型都非常巨大,在石炭紀時代,一種名叫巨脈蜻蜓的物種,展開雙翼時,體型可達95cm,是今天的五倍。

除了巨脈蜻蜓外,石炭紀還有很多昆蟲以及兩棲動物體型都非常巨大,甚至有些兩棲動物以爬行動物為食。

  • 火災增加

在生活中,如果想要發生燃燒反應,需要滿足三個條件:可燃物,助燃劑,著火點。而氧氣就是助燃劑。

不僅如此,氧氣的濃度還影響著燃燒反應的完全程度,高中時我們做實驗時會知道,如果在一個封閉的燒瓶內放一個點燃的蠟燭,那麼等燒瓶內的氧氣被消耗完後,蠟燭就會自動熄滅。

但是,如果在燒瓶內燃燒時,我們可以通過一個管子往裡面添加濃度較高的氧氣,那麼蠟燭燃燒的程度將會劇烈,也就是蠟燭發出的光會更亮。

當氧氣濃度大於25%時,會導致燃燒劇烈,當氧氣濃度大於30%時,可引起爆炸性燃燒。

因此,一旦發生火災,將會引起大規模連環反應。

2.9億年前的石炭紀生物大滅絕,就是因為氧氣含量過高,導致火災頻發。

這是因為當時石炭紀植物資源非常茂密,產生了大量的劣質煤褐煤(褐煤會在時間的推移下,成為優質煤),預估褐煤的厚度約為30米,而極高的含氧量導致大火極其容易擴散,因此大批動物被直接燒死,還有一批動植物失去棲息地而滅絕。

據科學家推算,大火開始後的10年,地球上50%的地區仍在繼續燃燒,僅有部分地區由於山河的阻攔才沒有全部燃燒。

即使如此,由於地球大火的波及,空氣中有毒氣體增加,又間接導致一大批物種滅絕;而且大火導致溫室氣體增加,因此在大火發生的100年後,全球平均氣溫達到了30度左右,又有一大批生物滅絕。

這場滅絕又被稱為石炭紀生物大滅絕,約有46%的物種在此消亡。

雖然我們這個時期沒有大量的煤炭可供燃燒,但我們所在的地球仍有很多可燃物,因此當空氣中的氧氣增加一倍時,發生在泥炭紀時期的生物大滅絕,很有可能再度重現。


鍾銘聊科學


目前地球上的氧氣含量佔比為21%,如果增加一倍,就是42%。


氧氣是動植物賴以生存的最重要的氣體,地球上就是因為含有豐富氧氣才形成了這個絢麗多彩的大千世界。別的星球上沒有氧氣或氧氣含量太低,變得死寂一片。

如果地球上的氧氣再增加一倍會怎樣?

一、先來看那些鋼鐵製品會怎樣:

氧氣是十分活躍的氣體,可以在常溫下與很多元素髮生反應而生成其它物質。如果氧氣充足,像題主說的增加一倍,那麼世界上的鋼鐵和鐵器就會加倍腐蝕氧化,鋼鐵建築不再堅固,會在搖搖欲墜中轟然倒塌,法國埃菲爾鐵塔首當其衝。



額,這不是不讓出門了?因為飛機✈和汽車🚗等交通工具都是鋼鐵製造的啊!

二、再來看動植物會怎樣:

這是大眾較關心的,因為你我同為人類生物吶。

早在1772年,瑞典化學家舍勒就發現了氧氣是一種令人愉悅的氣體,並能使人活命。中國清朝的徐壽認為這是養活人的氣體,於是稱之為“氧氣,”但國外被稱為“酸素。”

我們知道氧氣是十分活躍的氣體,如果動物們擁有氧含量很充分,同樣會變得異常活躍,並能增長體型。如果大氣層中氧含量增加一倍,那麼動物的體型是否會增加一倍呢?


就以3億年前的石炭紀為例,此時正是地球氧含量高達35%,達到頂峰時期。陸地生物出現了爆炸式發展。普通蜘蛛有人頭大;蜈蚣的先祖馬陸長達3米,老虎和獅子也敬畏三分;蜻蜓就像一架直升機,雙翼展開有1米之長,現代的人類可以馴化其為飛行器了。


人類如果在石炭紀生活,預估體型也會增至最低兩倍而成為巨人。

如果現在氧氣含量增加一倍達到42%,那麼現在的人體最低會增加3倍,步行會比乘上交通工具還快;房子全部拆完重建,單是門框都顯得太小了,巨人們會將門框擠破。蜻蜓等陸生動物會比石炭紀的還大40%左右…地球一瞬間變小了!

不過氧氣剛增加時,動物可能會有一段適應期,因為地球生物都是碳基生物,很多動物可能會被氧氣毒死。但人類可以戴上口罩來緩衝氧氣的過量吸入。一段時間後就會逐漸適應,口罩也不用了。地球再次回到“巨巨蟲時代。”


現在正常的氧含量標準是19.5%~23%。


弄潮科學


如果地球上的氧氣突然增加了一倍,從短期來看那估計就是災難了,目前地球大氣的含氧量是21%,如果增加一倍就是42%(幾乎達到地球古生代石炭紀的水平45%)。氧氣的毒性大約在氧氣濃度達到50%的時候表現出來,也就是說氧氣突然增加一倍也已經很接近氧氣變成人類的“毒氣”水平了。

而從長期來看,高氧環境會造成地球生態的劇烈變化。氧氣含量的上升而致使需氧生物的活動範圍擴大,厭氧生物退縮;生物的體型會因進化而變大,誕生許多巨型生物,尤其是昆蟲類和海洋生物。[頭條·小宇堂—未經許可嚴禁轉載]


氧氣的毒性

但並不是說氧氣沒有達到50%就沒有毒,實際上血液中輕微過飽和的氧含量就能導致身體內活性氧水平的提升。


氧氣毒性的生化基礎是氧氣被一個或兩個電子部分還原形成活性氧。活性氧是氧正常代謝的天然副產物,在細胞信號傳導中起著重要作用。高於正常的氧濃度會造成體內活性氧的產生增加。

氧氣是細胞新陳代謝所必需的,由血液供應給身體的各個部位。但當在高氧分壓下呼吸時,高氧狀況會迅速擴散開來,血管最豐富的組織最容易受到傷害。在外界壓力下,人體內活性氧的水平會急劇增加,這會破壞細胞結構並導致氧化應激。

上圖:高氧會導致線粒體的氧化應激壓力,嚴重的情況下將導致細胞凋亡或壞死。


氧化應激最活躍的產物之一是羥基自由基(·OH),它可引發細胞膜內的不飽和脂質的破壞性鏈式過氧化反應。高濃度的氧還會增加其他自由基的形成,如一氧化氮,過氧亞硝酸鹽和三氧化二氮,這些自由基會損害DNA和其他生物分子。雖然身體有許多抗氧化系統,如谷胱甘肽,SOD等等,可以防止氧化應激,但這些系統最終會在非常高的遊離氧濃度下不堪重負,而且細胞損傷的速度超過了預防或修復它的系統的能力時,就會導致細胞損傷和細胞死亡。


呼吸增加的氧分壓的結果是高氧,身體組織中的氧過量。根據暴露的類型,身體會受到不同的影響。中樞神經系統毒性是由於在高於大氣壓的情況下短時間暴露於高氧分壓引起的。在正常壓力下長時間暴露於氧氣水平增加會導致肺部和眼部的中毒表現,症狀可能包括定向障礙、呼吸問題和視力變化,如近視。長時間暴露於高於正常的氧分壓,或較短的暴露於非常高的氧分壓,可導致細胞膜的氧化損傷、肺泡塌陷、視網膜脫離和癲癇發作。


更高的火災發生率

我們都知道氧氣是助燃的,高濃度的氧氣將更加猛烈地促進燃燒。如果大氣中的氧氣濃度翻倍,那麼地球上火災的發生率也將成倍提升,而且不少案例則是自燃,像木柴和瀝青等物質很容易在高溫高氧下迅速自燃。人類面臨的不僅僅是體內的麻煩,而在體外也面臨更加嚴峻的火災多發環境。[頭條·小宇堂—未經許可嚴禁轉載]



巨型生物大爆發

地球歷史上氧氣含量最高的時代,都是巨型生物誕生的時代,例如石炭紀的巨型生物(3.55億年至2.95億年),那個時候因為植物極度繁盛,光合作用生成大量的氧氣使得地球大氣的氧氣濃度上升到了45%。那時的蜻蜓翅膀都有70cm寬,歸功於高氧氣含量。所以如果地球再次出現這種情況,估計又是一個巨型生物的世紀,但人類要活到那個時候應該是挺艱難的。

上圖:石炭紀的巨型蜻蜓。昆蟲依靠體表的多處氣孔來呼吸,氧氣含量與昆蟲的體型有密切關係。


總結

我們賴以生存的氧氣燃燒的是我們的生命。我們生活在一個極其有限的氧氣濃度範圍內卻自以為是這個世界的主宰,卻不知道稍微不慎就會被自然扼住喉嚨。


小宇堂


答:如果地球的氧氣增加一倍,昆蟲和節肢動物會朝著大體型方向進化;一億年,人類就騎著皮皮蝦出行吧!


目前地球表面的平均含氧量為21%,這個指的是氧氣的體積百分比,不是質量百分比;如果含氧量增加到42%,實際上氧氣的總量差不多要翻3倍;氧氣總量翻一倍後,實際含氧量約為34%。

對於34%的含氧量,幾乎正好是3億年前石炭紀至三疊紀時期的含氧量(35%),那時候又被稱作“巨蟲時代”,有長達1米多的蜻蜓,3米多的馬陸(俗稱千腳蟲),半米高的蜘蛛,都和含氧量有著密切關係。


含氧量對人體的影響大致如下:

(1)低於10%,幾乎困難,意識喪失,幾分鐘就能致命;

(2)10%~15%,呼吸急促,嘴唇發紫;

(3)15%~19%,頭暈發睏,工作效率大大降低;

(4)19%~24%,正常範圍;

(5)24%~30%,富氧濃度,人體生存最佳氧氣濃度,精神表現旺盛;

(6)30%~50%,高氧濃度,人體可以慢慢適應,但是難以預測是否會導致其他病變;

(7)50%~90%,短時間內人體不適,長時間可致命;

(8)大於90%,幾分鐘可致命,只有特殊場合才用如此高的濃度給人呼吸,比如搶救重傷病人;

在3.55億年前到2.5億年前之間,屬於石炭紀和三疊紀時期,因為前一段泥盆紀時期蕨類植物和裸子植物崛起,那時候陸地生物還太少,使得接下來的石炭紀氧含量劇增,達到了地球歷史的最高值——平均35%。


高濃度的含氧量,對部分生物來說是致命的,但是對於某些生物卻非常有利,尤其是昆蟲,因為昆蟲不用肺呼吸,在含氧量低時只能縮小體型來保證氧氣供應。

一旦含氧量增高,昆蟲的呼吸系統就可以支持更大的體型,或許皮皮蝦也能長到兩米長;而且昆蟲的外骨骼結構,在對抗哺乳動物時有著天生的優勢,最終昆蟲的體型會越來越大,直到超過哺乳動物。

而且高濃度的氧氣,能大大加快人的新陳代謝功能,總體上會趨向於降低人類的平均壽命,所以,氧氣濃度還是保持在適當的水平比較好。


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艾伯史密斯


地球上的大多數生物的新陳代謝都離不開氧氣的參與。如果地球上的氧氣濃度突然增加一倍,也就是達到42%左右的濃度的話,並不是什麼好事。

氧氣濃度升高帶來的很多不利因素,很多朋友都發表了自己的看法。我覺得氧氣濃度突然升高,很可能會引發地球上一場大規模的生物滅絕事件。因為歷史又重演了。

圖示:地球歷史上的石炭紀

地球歷史上曾經有過一段氧氣濃度特別高的時期。這就是石炭紀。石炭紀時期大約是從距今3億5500萬年前到距今2億9500萬年以前,總共大約6000多萬年的時間。石炭紀期間,植物的大量出現,造成了當時地球上的氧氣濃度一度達到了35%。

氧氣濃度的升高讓石炭紀的昆蟲們充分的放飛了自我。它們的體型逐漸增大,甚至出現了翼展將近1米的巨星蜻蜓,有人的腦袋般大小的蜘蛛,身長達3米的蜈蚣。石炭紀時期的地球成了蟲類的樂園。

圖示:石炭紀矩形蜈蚣

不過好景不長,石炭紀末期發生了全球性的火災,雖然這主要和當時森林形成的煤層有關係,但是高濃度的氧氣助長了火勢。大火燒了幾十年才熄滅,地球上大部分森林被燒光了,大火產生的有害氣體揮發了將近一萬年。地球上的平均氣溫也因此上升到了30度左右。地球上的生命遭到了重創,大約46%的生物永遠在地球上的消失了。

如果現在的氧氣濃度突然增加一倍,且不說人類和地球上的動物們能不能立刻適應得了高濃度的氧氣,地球上的很多東西都變得非常易燃。火災會頻頻發生,最終火災可能人類也無法控制。如果地球上再來一次石炭紀那樣的全球性的大火的話,地球又將變成煉獄。

圖示:高濃度氧氣更容易引發森林大火

因此我認為氧氣濃度突然升高或者是緩慢升高到一個非常高的濃度都不是好事,還是維持在現在的21%就很好啊。


兔斯基聊科學


我們現在大氣中的含氧量約21%,如果突然翻一倍變為42%,這將比三億年前的“巨蟲時代”的氧含量還要高(巨蟲時代含氧量約35%,屬於石炭紀時期,在兩億八千萬到三億六千萬年間)

顧名思義,那個時代的昆蟲尤其龐大,比如蜻蜓的翅膀能達到一米長、三米長的千足蟲等等(見下圖)

這些巨型昆蟲正是受含氧量的增加而變的龐大起來,但那時的含氧量並不是突變,至少不是題目中的突然翻一倍,否則後果就是引起生態系統的大亂,平衡被打破。

這個道理很簡單,因為含氧量的異常陡增,勢必打破了原有的生態平衡,往小了說,首先就會在動物中出現不適現象。有一種病狀叫做“醉氧”,比如從高海拔缺氧地區,短時間內來到平原地區,就會因為氧含量的上升而出現不適(對相反的叫做高原反應)。而且這只是一個小方面,在時間的推移下,諸如植物、氣候、溫度等也都會發生變化。

畢竟生命的進化就是為了適應環境,隨著時間的推移,部分物種由於不能適應新環境而導致滅絕(相當於事發突然,進化趕不上變化),並且在如此大的變動下,蝴蝶效應肯定是會發生的,指不定會在一些看似不相關的方面也發生了大變化。

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普


那樣,大家出門的時候,每個人都要揹著一個微型的氧氣瓶。家家戶戶都裝有製氧機。甚至,造氧功能強大的植物很可能被封閉起來,服務於一家人。

動物們都遭殃了,許多物種滅絕。植物也會受到很大影響,也會滅絕許多的物種。

甚至老鼠都有可能滅絕。

動植物的滅絕,生態環境的變化,人類也會大量減員,壽命降低。預計百年之後,地球可能變得死寂。


雪夜de驚鴻


氧氣突然增加一倍,那麼高富氧的環境會使地球上植被大幅度增加,溫室效應減弱,全球溫度下降,但森林大火的威脅程度急劇增加。

有人說富氧環境下,一些節肢動物的體型會逐漸變大。誠然,在2.9億年前的石炭紀確實是這樣的情況,在那時,節肢動物與兩棲動物主宰天下,也被稱為“巨蟲時代”,一隻蜻蜓的翼展可以達到近一米,巨大的節胸怪蟲體長可以達到2.4米,體寬近半米,這與現代的情形大不相同,現代的這些節肢動物都小的可憐。但是如果現在氧氣突然回到當初石炭紀時期的水平,現在的節肢動物會逐漸變大嗎?不一定會,畢竟題目上說的是氧氣“突然”增加一倍,這個“突然”有點要命,關鍵是來不及適應。


氧含量增加一倍,人體也大不適應,對於這樣的富氧環境來說,吸入比現在更高純度的氧氣可能會引起某些不適的反應,另外一種情況就是加速衰老。

富氧環境下的地球,鬱鬱蔥蔥,到處都是翠綠的植被,樹木參天蔽日,地上水草豐美、蟲啼鳥鳴,彷彿回到了久違的田園時代。

對此你們有什麼看法呢?歡迎在下方留言探討。我是科幻船塢,感謝大家的閱讀與關注

本文圖片來自於網絡,侵刪


科學船塢


氧氣含量如果增加一倍,地球上的生態和人類的生存將面臨巨大的災難。

(一)我們人類的生存,確實離不開氧氣。但是氧多不能沒有限度。

舉個大家都知道的例子。每個成年人,正常的肺部呼吸的頻率是每分鐘16次~20次。如果地球上的氧氣增加一倍。你想正常生活,呼吸就必須減少,改成每分鐘呼吸8次~10次,您試試看,這不受死罪了。所有依靠肺呼吸的動物,心肺功能都將退化,最終面臨壽命大減。

(二)地球上的植物,包括糧食的生長,都必須有光和作用。光和作用的過程,離不開吸收氧氣。當地球上的氧氣增加一倍,會破壞植物正常生長。生長期的改變,導致植物的存活,營養品質,產量都變得失去控制。

(三)由於氧氣含量的提高,所有工業生產,凡涉及到生產流程中需要氧氣的設備,生產線都不能正常使用了。…

自然界的燃燒,需要氧氣,氧氣充分會助燃。全世界各國的森林大火,會更頻繁。

《生態平衡》是一門大學問。涉及多種學科知識。

我們說的生態平衡是有條件的。

平衡可以在某一個點上,可以在某一個時間段,也可能需要在某一個範圍。

地球上氧氣增加一倍,引起的生態條件變化,超出動物,植物的承受能力,會帶來災難。


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