地球的空气从哪里来？聊聊你不知道的空气史( 二 ) _空气

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巨大的冰山
空气中二氧化碳的急剧减少、氧气的大量增加、大量物质被氧气氧化以及由此带来的全球气温下降，这一系列事件被地质学家们称为“大氧化事件” 。
尽管当时空气中的氧气浓度还不到今天的10%，但大量产生的氧气足以杀死那些厌氧细菌，因为它们不能在氧气环境中生存，因此“大氧化事件”又被称为“氧气灾难”或“氧气屠杀”，厌氧细菌们被它们自己排出的氧气给憋死了。
好在自然界总是在不断进步着，厌氧细菌的大量死亡为好氧细菌、依赖氧气进行细胞呼吸的真核生物以及多细胞生物腾出了生存空间。在其后的10亿年时间里，大量动植物开始在地球上出现。

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石炭纪森林
氧气的高峰在第一次冰期出现之后的10亿年间，地球空气中的氧气含量基本维持在今天10%的水平，没有太大的变化。随着10亿年前地球上开始大量出现植物，空气中氧气含量开始飙升，到3亿年前的石炭纪时期，空气中的氧气含量达到空前的35%水平。

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石炭纪繁盛的生命
我们知道今天氮气与氧气的比例大致维持在4:1的水平，氮气不活泼，它在空气中的含量很少发生变化，为什么氧气会达到35%的比例呢？一种可能的解释是，地球陆地繁盛的植物一方面产生更多的氧气，同时又通过固氮作用将更多的氮气固定在地面，从而导致氮氧比例的失衡。
氧气浓度的上升被认为是进化多样化的几个驱动因素之一，尽管有许多学者质疑这种论点，因为氧气浓度与进化速率之间的一致模式并不明显。但不可否认的是，随着地球空气中氧气的大量增加，生命的繁衍越来越迅速，生物进化的进程也大大加快了。

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寒武纪生命大爆发
在人类工业化进程开始之前，空气中二氧化碳的浓度呈现逐步减少的趋势。随着地球温度的缓慢降低，火山活动越来越少，由火山喷发带到地面的二氧化碳也一点点地减少。因温室气体减少在数亿年来已经引发多次冰期，冰期反过来又抑制植物将二氧化碳转化为氧气的速度，加上大量动物和好氧细菌大量消耗氧气排出二氧化碳，从而形成气候的动态平衡。
总结我们今天所呼吸的空气中，绝大部分的气体并不是一开始就存在于地球表面的，火山喷发将氮气、二氧化碳和水带到了地面，水中大量繁殖的厌氧细菌将二氧化碳还原，它们排出氧气，把碳留在了地下，形成今天的石油。

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过去40亿年氧气变化曲线
空气中二氧化碳的减少并不意味着氧气的增加，早期绝大多数的氧气与铁生成铁矿，直到20亿年之后，少量的氧气才出现在空气中。
真正为我们今天空气做贡献的是5亿年前陆地上大量出现的植物，它们一度将氧气含量推高到35%，与此同时温室气体的大量消耗也带来了冰川，使地球变得冰冷。
人类有改变自然的能力，正因为如此，我们更应该了解自然，敬畏自然，如果盲目地开发地球、破坏几十亿年来形成的自然平衡，灾难很可能会降到我们头上。