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臭氧层是什么?地球五次生物大灭绝都和它有关,臭氧层问题又来了

作者:心

导语

距今约25亿年前,地球上的生命遭受了一次大灾难,前来此的宇航飞船上的一位外星生物曾说过一句令人深思的话:“你们的氧气对于我们来说是有毒的!”

实际上在此之前我们的氧气就杀死过数以百万计的生物。

这句“你们的氧气对于我们来说是有毒的”说的绝非空话,同样地球上绝大部分的生物,氧气对于它们来说同样是致命的毒气,这其中甚至包括我们人类。

为何会产生这种颇为奇怪的现象呢?

绝大部分人又将所谓“氧气”想当然地认为是良好的东西,又为何此物会存在着“致命的毒气”呢?

说到底还是因为被人类称作“氧气”的这个东西并不是什么天生的之物,而是由生物经过无数代的积累才产生出来的。

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而终于有一天,可以利用光合作用制造氧气的生物量激增,将大量含有庞大能量的“毒物质”向空气中喷发,这就是大规模生物灭绝事件所带来的大规模致命力—现代人们常常遇到的紫外线。

绝大多数有机物质都会在紫外线的照射之下分解,这其中还包括几乎所有生物体内外的重要蛋白质、核酸和脂类物质。

因此,这一大规模生物大灭绝事件所带来的“致命气体”才会导致绝大部分生物体不堪一击,被大规模杀死,从此引发了地球生物大规模演化。

它就是被人类称为“氧气”的“毒物质”的主体—二氧化碳,而这次大规模生物大灭绝事件所带来的“致命气体”的毒性就是紫外线,这也直接导致人类特有的、他的生物灭绝历史。

一、地球氧气的来源。

想要明白“氧气”是不是真的是一个“有毒气体”,我们首先要明白“氧气”这一说法的真正含义。

氧气从字面意思上来说,指的就是单质氧O2,人们在日常中常常说的“氧气”也是指氧分子O2。

而在化学中,单质氧O就是一种强氧化剂,这从字面来看就代表着能和很多物质相互进行氧化反应,释放出能量。

还有一点就是,我们所说的“氧气”所指的东西,从地球大气层来看,氧气O2分子占据了大多数比例,而“氧气”还包括另外一种叫做“臭氧”的氧O3,它在地球大气中所占的比例就很小了。

臭氧O3分子是由三个氧原子构成的,而和单质氧O2相比,臭氧O3在空气中并不稳定,在一些条件下会分解,释放出一些能量,还会进行“清洁”和“损伤”蛋白质的化学反应。

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因此,臭氧O3也是一种“可能有毒”的氧化剂,这正好给其他生物体“氧气是有毒气体”的说法提供了有利证据。

然而,所谓“氧气是有毒气体”最终还是不能成立的。

尽管活体内的氧是一种有毒的对生物来说具有高度活性的分子氧,但除此之外的所有性质都证明氧气不应该被认为是“有毒气体”。

首先,作为氧的O原子是一种极为活泼的元素,它极容易和别的原子结合形成化合物,而地球上绝大部分的有机物都是由碳与氧、氮、氢、硫等原子组成的,氧气就是最重要的“原料”之一。

是氧让地球上生物能够将这些原子结合成为生物大分子,对于所有生物来说,它都是一种必须的物质。

除此之外,氧还是让绝大多数生物维持呼吸的能量来源,它分解传达到细胞内的有机物,释放出能量,这个过程就是“氧化”。

因此,我们可以说,是氧O让地球灵魂附体,成为一个人才为主的星球。

再看看“氧气”O2相比于单质氧O的活动性如何,因为O2由两个O原子构成,因此它就没有单质氧那么活泼了,不会“活泼得过分”和任何东西发生反应,它甚至能稳定存在2亿年以上。

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因此,我们还可以说,正是氧在大气层中的存在让地球成为了一个生机勃勃的星球。

从这两点来说,如果生物不将O2当做有害物质,那就大错特错了。

那“氧气是有毒气体”的说法是哪儿来的呢?

这个说法最终还是要追溯到生物起源前的地球上了,由于前大氧化事件发生之前地球大气中没有氧,这就意味着地球上的生物必然是以厌氧代谢为生的。

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尽管不同的生物采用了不同的代谢方式,但无一例外的是,都是通过氧化有机物来获得能量。

也就是说,当地球大氧化事件发生之前,生物体内都没有进行“氧化”的产物,因此,地球上的生物根本不能使用氧,也没有适应氧的酶,当时对于它们来说,氧就是一种有毒的“神秘物质”。

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二、大氧化事件。

而地球上的生命如此多样,但生物所采用的能量来源都是一样,实际上这是因为大规模生物都是氧气中的一类蓝藻。

这些蓝藻采用了利用光合作用制造氧气的方式,最终造就了如今氧气占据地球大气层的主导地位。

事实上,在蓝藻出现之前,地球大气层中不含氧,而且几亿年后,由于氧是一种可以形成臭氧或者和有机物反应的气体,大氧化事件也意味着大量的高分子有机物会被氧气消耗殆尽,之后生物在大量消耗氧气的同时又会释放出二氧化碳来,因此,大氧化事件是一个漫长的、数百万年的过程。

另一方面,由于光照强烈时,臭氧会分解,因此地球历史上最大的臭氧层是在距今约0.4亿年的寒武纪。

时至今日,厄尔尼诺现象已经非常普遍,而在寒武纪,由于地球上的极端气候状态非常罕见,因此厄尔尼诺现象更是几乎不会发生。

也就是说,寒武纪时,南极地区气候极其寒冷,没有温室气体,地面发生了大规模冰川化,这使得喷发出的大量二氧化碳无法被消耗掉。

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此外,当时大规模的古陆盆地的沉积还埋藏着大量的有机物,这些地质过程几乎不会埋葬氧气,因此地球上的氧气会急剧增多,最终形成几乎和如今相同的大气层氧气含量。

并且,在距今2.5亿年前,地球上发生了一次灭绝事件,前来此的宇航员也发现地球文明非常落后,更是侮辱地球文明被喻为“无生物星球”。

地球上的生命在距今25亿年前遭受了一次大灾难,氧气导致了这次大灭绝,当时以厌氧代谢为生的生命大量消失,而能够和氧气产生反应的生物大量消亡。

然而,氧气在大氧化事件之后就是一种有毒物质了,虽然氧的厌氧代谢的生命爆炸式消失,但是生物多样性还是很高的,新型生命体通过氧气的有毒性而大量灭杀旧生命体,凤凰涅槃,生命逐渐恢复了旧日辉煌。

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三、臭氧层的形成。

除了紫外线是极度危险的外界威胁性外,其他星球上的生命体对它也没有抵抗力,因此星际宇航员才会如此唾弃地球文明。

幸好,地球上有一层“保护伞”保护着地球上的生命,它就是被人类称为臭氧层的那一层。

臭氧层是一个充满活力的薄薄的层,它主要由臭氧分子O3构成,而臭氧能够对紫外线产生吸收作用,减弱或阻止紫外线照射到地球表面,是地球上生物活动的基础。

然而,正是因为臭氧层不稳定,所以才会出现不稳定的臭氧圈。

而臭氧层不稳定的现象最为突出的就是南极地区的臭氧空洞,每当南极的夏季结束,当地的气候非常适合臭氧空洞的产生,臭氧空洞就会开始扩大,直到季节结束,臭氧空洞才会自行缓慢消失。

而在北极地区,当地的气候不如南极地区适合臭氧空洞的产生,因此北极地区产生的臭氧空洞一般都较小,而且在太阳升起之后,就会自行消失。

20世纪70年代,人类科学家发现南极上空的臭氧空洞不断扩大,此外还发现了北极地区在特定条件下也会产生臭氧空洞,这使得人们终于意识到地球大气层中的氯氟碳类有害物质对臭氧层产生的影响。

由于地球大气层中的臭氧层只有非常稀薄,而氯氟碳类物质又具有稳定的生物降解周期,因此人们在发现其有害性时就立即决定禁止其继续排放。

时至今日,大氧化事件所造成的氧气增多的地球大气层结束了,而人类也在环保方面付出了巨大的努力,因此地球大气层中的臭氧层逐渐稳定了。

尽管不稳定的臭氧空洞还是会不定期的出现,但这种现象不会对地球上的生命带来危害。

但是,在21世纪,科学家们发现地球极地气候空前激增,南极地区冰川大量融化导致臭氧空洞的危害性进一步扩大,地球上的气候也发生了巨大的变化。

结语

为了避免重复大氧化事件的悲剧,科学家们推测几乎所有生命体都灭绝了,只有深海中的极端厌氧生物才幸存下来,也是地球上只有它们的原因。

科学家们推测才会得出大氧化事件是由超新星爆炸、火山喷发或其他地球外天体事件破坏臭氧层,导致氧气过量,这才有了生命体才开始适应氧气的说法。

而如今,南极上空和北极上空出现的臭氧层空洞问题,让地球上的科学家们又急切的想要知道,地球其他地区是否也存在类似问题。

因此,人类应该加强环境保护,减少有害气体排放,以保护臭氧层及地球生命。

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