讲给孩子听的化学常识大全:地球上的氧气是取之不尽的吗

化学常识大全:地球上的氧气是取之不尽的吗

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圆圆听完小胖阐述完氧气的问题后,对小胖简直是钦佩极了,她以前不知道,小胖原来如此博学。

圆圆继续问小胖:“那既然氧气如此重要,而我们每天也在吸收氧气,那地球上的氧气有一天会不会用完呢?”

小胖清了清嗓子,说:“暂时是不会用完的,但是我们的空气在逐渐‘老化’和污染,氧气质量自然也在下降,为了我们人类的长久发展,我们还是要保护自然,保持生态的平衡……”

的确,氧气是我们人类和地球上所有生物依赖生存的最基本养分,所以许多人都关心这个问题:氧气会有用完的一天吗?

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在地球大气中,与人类关系最为密切的莫过于氧气了。早在19世纪,英国有一位著名的物理学家曾经为地球上的氧气有过这样的担心:随着工业的发达和人口的增多,500年后,地球上所有的氧气都将被消耗殆尽,人类将趋于灭亡。这位学者的担心不无道理。看看地球上的生物圈,无论是60亿人口,还是无以计数的动物,甚至包括不进行光合作用的非绿色植物,无时无刻不在吸入氧气,呼出二氧化碳。从19世纪至今,大气成分已发生了明显的改变,大气中的二氧化碳含量大幅上升。这样下去,是不是会有那么一天,地球人的氧气需要实行配额供应呢?

从长远来看,地球上的氧气浓度并非一成不变。地球目前已存在了45亿年,而在地球存在的前半期并没有氧气存在,氧只是以元素的状态存在于水或岩石中。之后,氧气才开始出现在大气和海洋中,但在大气中的含量仍不足1%。大约24亿年前,地球中的氧气突然开始聚集,这就是所谓的“大氧化事件”。从大约5.4亿年前的寒武纪开始,地球大气中的氧气含量在15%~30%徘徊。到了大约3亿年前的石炭纪末期,氧气含量达到了空前绝后的35%。在那个时代,恐龙曾经与其他一些体积庞大的动物共同统治着地球。2.5亿年前,稀薄空气可能迫使动物从高纬度地区撤离,聚集到低地,对地球上有史以来最大规模的物种灭绝起到了推动作用。6500万年前,是地球大气含氧显著降低的阶段,正好也是恐龙灭绝的年代。这证明,从长期看,地球上氧气的浓度是有波动的,并且对地球生物圈造成了重大影响。

有文献记载,在意大利的一个城市里曾挖出一个密闭的大坛子。据考证,这个坛子是在1000多年前被维苏威火山爆发的灰尘埋没的。化学家从坛中抽出空气进行分析,发现1000多年前空气中的氧气含量和现在基本相同。

为什么1000年来氧气的浓度没有变化呢?那是因为众所周知的光合作用。据计算,3棵大树每天所吸收的二氧化碳约等于1个人每天所呼出的二氧化碳。每年,全世界的绿色植物从空气中大约吸收几百亿吨的二氧化碳。

还有一只看不见的手在空气中摄取二氧化碳——这就是石头。岩石受着风吹雨打,日子久了,会风化、分解,石灰石中所含的碳酸钙在二氧化碳和水的作用下,变成可溶解的酸式碳酸钙,这种物质每年可消耗掉大约40亿~70亿吨的二氧化碳。

科学家们的研究十分清楚地指出,地球的氧资源是巨大的。除了大气中的氧外,大量的氧存在于海洋中。光合作用和呼吸作用以及燃烧化石燃料、自然界中的岩石风化、金属氧化等消耗的氧在输入、输出上大致平衡,即使光合作用马上停止,仅大气中的氧也够地球上的生物消耗2000年以上。自然界就是这样保持着它自身的平衡。

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从道理上说,我们呼吸消耗的氧气是可以再生的,所以地球上的氧气在短时期内不会有短缺现象。我们的森林及绿色食物是大自然的“吸收二氧化碳和制造氧气的工厂”,它们进行光合作用,吸收大气中的二氧化碳,土壤水分和溶解中的无机矿物养料,制造有机物,促成太阳能,释放出新鲜氧气。每当旭日东升,金灿灿的阳光照射在绿色植物的叶子上时,光合作用就开始了,并且周而复始,不断提供新鲜氧气。

尽管如此,科学家们还是不安地发现,空气在不停地老化,而空气的老化标志就是其中的氧气含量在下降。我们应加强危机意识,保护我们的生存环境,并注意减少大气污染。

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