歷史上氧氣含量一直都是21%嗎

目前空氣中的氣體成分大約是:78%的氮?dú)狻?1%的氧氣窗怒、0.032%的二氧化碳映跟、0.939%的稀有氣體((氦He、氖Ne扬虚、氬Ar申窘、氪Kr、氙Xe孔轴、氡Rn))以及0.03%的其他氣體和雜質(zhì)。這些氣體中最重要的莫過(guò)于氧氣了碎捺,如果沒(méi)有氧氣路鹰,包括人類(lèi)在內(nèi)的世界上大部分動(dòng)物都是無(wú)法生存的。然而收厨,歷史上空氣中的氧氣含量一直都是像今天這樣大約占空氣比例的21%嗎晋柱?

空氣中氣體成分的構(gòu)成

歷史上氧氣含量變化非常大

“歷史”這把尺子考量的時(shí)間長(zhǎng)度可長(zhǎng)可短,如果是從地球史诵叁、生物史這一宏大的時(shí)間尺度來(lái)看雁竞,地球上氧氣含量的比例變化非常大的。從最開(kāi)始地球剛誕生時(shí)的幾乎沒(méi)有氧氣(約40億年前),到后來(lái)的1-3%的氧氣含量(約24億年前)碑诉,再到后來(lái)的10-12%(約7-6億年前)彪腔,地球歷史上氧氣含量最高的時(shí)候大約為35%(石炭紀(jì)晚期,約2億8千萬(wàn)年前)进栽,隨后氧氣濃度劇烈下降到約11%(此時(shí)發(fā)生了生物大滅絕德挣,約2億5千萬(wàn)年前)解幽,再后來(lái)氧氣濃度逐漸上升(有波動(dòng))唤蔗,逐漸穩(wěn)定于今天21%的水平。

相對(duì)于幾十億年的地球生物史跃赚,幾百萬(wàn)年的人類(lèi)進(jìn)化史和幾千年的文明史都可謂滄海一粟唠帝。在幾百萬(wàn)年的人類(lèi)史里屯掖,空氣中的氧氣含量其實(shí)也有較大變化。耶魯大學(xué)教授羅伯特·伯納教授等研究人員分析化石琥珀里的氣泡后認(rèn)為襟衰,人類(lèi)文明史之前的氧氣含量曾高達(dá)30%以上贴铜,如今則只有21%,也就是遠(yuǎn)古時(shí)期人們呼吸的空氣中右蒲,氧氣含量比今天要高約50%阀湿!

氧氣循環(huán)示意圖

氧氣含量變化對(duì)人有什么影響

氧氣含量的高低對(duì)人體的影響是非常直接、明顯的瑰妄。一般情況下陷嘴,空氣中的氧氣含量在18%~22%比較合適。當(dāng)氧氣含量低于18%的時(shí)间坐,人就會(huì)開(kāi)始較明顯地呼吸不暢灾挨,感覺(jué)到有些“悶”;當(dāng)氧氣含量低于15%時(shí)竹宋,人的呼吸就會(huì)變得急促劳澄,脈搏加速,并會(huì)產(chǎn)生頭痛蜈七、眩暈秒拔、無(wú)力、遲鈍飒硅、疲勞等情況砂缩;當(dāng)氧氣含量低于12%時(shí),人的呼吸會(huì)明顯受阻三娩、非常疲勞庵芭,容易出現(xiàn)惡心嘔吐甚至無(wú)法行動(dòng)、癱瘓雀监;當(dāng)氧氣含量在8%-10%以下時(shí)双吆,惡心嘔吐情況會(huì)更加嚴(yán)重,并逐漸失去意識(shí)、無(wú)法行動(dòng)直至死亡好乐;當(dāng)氧氣含量低于6%時(shí)匾竿,人就會(huì)容易發(fā)生抽搐、呼吸暫停曹宴、心臟衰竭停止等嚴(yán)重情況搂橙,并在6-8分鐘內(nèi)死亡。

而當(dāng)氧氣含量過(guò)高時(shí)笛坦,也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定的損害区转。如果人呼吸的是純氧,會(huì)引起“氧中毒”現(xiàn)象版扩,肺部毛細(xì)管屏障會(huì)被破壞废离,從而導(dǎo)致肺水腫、肺淤血和出血礁芦,嚴(yán)重影響呼吸功能蜻韭,最終導(dǎo)致呼吸衰竭、窒息而死柿扣。研究表明:在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下肖方,人在純氧環(huán)境下只能生存24小時(shí);在2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下(高壓氧)未状,則只能生存1.5-2小時(shí)俯画。即便氧氣含量降低到50%,人在其中長(zhǎng)時(shí)間生活也會(huì)造成致命的后果司草,因?yàn)檫^(guò)量的氧氣會(huì)在人體內(nèi)與細(xì)胞中的氧化酶反應(yīng)生成過(guò)氧化氫艰垂,然后生成可加速細(xì)胞衰老的有害物質(zhì)——脂褐素。脂褐素會(huì)使心肌細(xì)胞老化埋虹、血管老化硬化猜憎、削弱肝功能、降低智力并形成老年斑搔课。

潛水活動(dòng)由于會(huì)出在高壓胰柑、高氧的環(huán)境下較容易發(fā)生氧中毒

大氣中的氧氣含量提升到30%會(huì)發(fā)生什么

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程爬泥,人類(lèi)早已經(jīng)適應(yīng)了目前空氣中21%左右的含氧量,但如果大氣中的含氧量提高到30%急灭,會(huì)對(duì)人類(lèi)及地球產(chǎn)生哪些影響呢?

對(duì)降低腫瘤發(fā)病率來(lái)說(shuō)來(lái)說(shuō)谷遂,這是一件非常好的事情,因?yàn)榘┌Y的發(fā)病率會(huì)大大降低,這是因?yàn)榘┌Y容易發(fā)生于低氧狀況下畴嘶,更多的氧氣會(huì)產(chǎn)生更多的自由基,這種自由基的增加會(huì)摧毀腫瘤窗悯。

在富氧條件下区匣,鋼鐵生銹和有機(jī)物降解的速度會(huì)大大加快蒋院。另外由于氧氣含量的提高,樹(shù)木會(huì)變得非常高大欺旧、昆蟲(chóng)和動(dòng)物會(huì)變得異常巨大姑丑,3億年前(石炭紀(jì))的化石中就有翼展可達(dá)70cm的蜻蜓,那時(shí)候的含氧量就比現(xiàn)在要高很多辞友。含氧量提高也會(huì)使哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi)變得更大栅哀、行動(dòng)更快。

史前巨型蜻蜓称龙,翼展可達(dá)70cm

當(dāng)然留拾,這么高的含氧量對(duì)于自然環(huán)境來(lái)說(shuō)也是非常危險(xiǎn)的,因?yàn)樵?0%的富氧條件下鲫尊,樹(shù)木和其他可燃物將會(huì)輕易被點(diǎn)燃痴柔,頻發(fā)的火災(zāi)將會(huì)對(duì)人們的生活和自然環(huán)境造成巨大的困擾和傷害。

不過(guò)马昨,目前人們應(yīng)該擔(dān)心的或許是氧氣含量的降低竞帽。隨著自然環(huán)境不算被人類(lèi)破壞以及化石燃料的大量使用,空氣中的二氧化碳排放量一直呈上升趨勢(shì)鸿捧,雖然目前還影響不到人們的正常生活屹篓,但“冰凍三尺,非一日之寒”匙奴,一旦大氣中的氧氣含量降低到讓人明顯不舒服的程度堆巧,再想起來(lái)亡羊補(bǔ)牢或許就已經(jīng)太遲了。

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