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假如地球含氧量增加一倍,如果地球氧含量增加会怎样

头条共创 2024-07-06

氧气是地球上许多生命体诞生所必需的物质之一,为维持生物体的新陈代谢、促进生理活动的正常进行、维持健康持续发展提供必要的基础物质和能量。身体。从某种意义上说,如果地球上没有氧气,我们就不会有丰富多彩的碳基生命世界。那么,大气中的氧气越多越好吗?如果氧气含量增加一倍会怎样呢?

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地球大气层空气密度的变化

目前,氮占近地大气的20.9%,其中氮和氧共同构成大气的绝对大部分,二氧化碳占剩余的1%。水蒸气和其他稀有气体。由于地球引力的影响,空气的密度随着离地面越近而增加,但随着高度的增加,空气的密度减小,大气压也随之减小。鉴于地球大气层厚度为2,000 公里(在外逸层顶部),距地面最近的对流层12 公里内的空气总量可达整个大气层的80%。因此,在考虑空气的成分和比例,或者空气成分的变化时,我们一般指的是接近地面的大气状态。

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氧气含量高低对人体的影响

以人体为例,空气中最佳含氧量范围为19.5%至23.5%。如果氧气浓度太低,例如当氧气浓度下降到17%左右时,参与人体新陈代谢的氧气就会短缺,细胞正常生理活动所需的物质和能量就会不足。会出现呼吸短促、心跳加快的问题,甚至在身体不动或静止时,也会出现明显的呼吸困难、感觉能力下降、反应速度减慢的问题。当下降到12%时,呼吸功能明显下降,供血能力明显下降,下降到10%以下时,身体出现严重呕吐。会在短时间内造成意识混乱、昏厥,甚至休克死亡。

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相反,当氧含量高于上述适当范围,例如达到30%时,人的神经系统变得非常兴奋,能量变得非常强。目前,它通常不会对身体造成伤害,但当增加到50%时,人体可以通过长期调整来适应这种环境,但可能会导致某些部位出现疾病。长期来看,对身体有负面影响,达到70%时,短期内会引起氧中毒。一旦达到80%,几秒钟内就会出现胸闷、咳嗽、呼吸困难等问题。浓度越高,这些问题发生所需的时间就越短。因此,一般情况下,只有在抢救危重病人时才采用加压高氧环境,并严格控制病人的吸入时间,否则是不可逆的。会对主体造成损坏。

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氧气浓度过高损伤人体的原因

高浓度的氧气对人体造成损害的主要原因是,氧气除了通过血液携带外,还能将细胞内的物质,特别是糖类物质转化为细胞可以利用的物质。除了所需的能量外,它还与细胞中的氧化酶反应产生过氧化氢。过氧化氢在体内高度活跃,并进一步与细胞内的多种物质发生反应。不饱和脂肪过氧化物会引起细胞、组织和器官的代谢功能障碍,导致细胞死亡,甚至诱发基因突变形成癌症。

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在适当的氧气环境下,人体具有抵抗这种氧自由基的能力,即抗氧化能力,氧对人体细胞的氧化作用与人体的抗氧化能力基本保持着动态平衡。如果氧气浓度超过适当的范围,这种平衡就会被破坏,对身体造成不同程度的损害。

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其次,如果地球大气层的含氧量增加两倍,即达到40%左右的水平,包括人类在内的肺呼吸动物受影响最大,但在一定范围内大多数动物都能适应到这个环境。但由于氧浓度升高,新陈代谢加快,细胞再生速度加快,衰老速度加快,人体的自然寿命肯定会缩短。此外,体内氧自由基数量增多,有一定概率导致代谢功能障碍,长期下去会显着增加罹患遗传病和癌症的风险。

氧气含量增加对其它生物的影响

不过,对于不以肺作为主要呼吸器官的昆虫和两栖动物来说,如此高的含氧量绝对是“好消息”。查看3.5 亿年前至2.5 亿年前的古碳时代和三叠纪时期。这一时期,地球大气层的含氧量保持在35%到42%之间,许多大型昆虫和两栖动物出现在历史舞台上。

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后来,当大气中的氧气含量增加到40%左右时,昆虫和两栖动物利用其独特的呼吸方式,更有效地利用氧气,为生长发育所需的物质和能量提供了充足的供给来源。虽然爬行动物和哺乳动物的活动能力变得越来越差,但它们更有可能捕食这些动物,并最终成为地球的主人。

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此外,如果空气中的氧气浓度增加到40%,可燃物质在地球上燃烧的概率将显着增加:它们会持续更长时间,燃烧更完全,并放出更多的热量。释放到大气中的二氧化碳量将大幅增加,造成更加严重的温室效应,不仅会显着加速海平面上升的进程,还会对人们的生存环境造成难以想象的破坏。由于面积缩小、气温显着上升以及大量烟雾和灰尘覆盖该地区,许多动物预计将灭绝。

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因此,地球上的氧气含量越高越好,尤其是对人类来说。

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