臭氧氧化烯烃的应用(臭氧氧化烯烃反应机理)

对于地球生物而言,氧气是非常重要的

臭氧氧化烯烃的应用(臭氧氧化烯烃反应机理)

因为地球上的所有生命都属于碳基生物,从原始海洋中的单细胞蓝藻发展到如今生生不息的多样性生物,都依赖于一个合适的环境:包含液态水的水圈和由板块组成的岩石圈,还有充满氧气的大气层,这三者条件缺一不可。

臭氧氧化烯烃的应用(臭氧氧化烯烃反应机理)

人类对氧气的存在习以为常,但事实上氧气的出现非常艰辛,假如没有藻类生物通过光合作用产生氧气,地球也许就不会有如此繁荣的生命。

研究表明,地球的氧气含量不是固定的,而是处于一种动态平衡,地球内部与外部环境互相协调,共同维持着平衡,任何一方发生变化都将影响氧气的含量。

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然而科学家近期却发出警告,地球的大气层在未来有可能发生颠覆性的转变,氧气含量或许会回到24亿年前的水平,在地球是目前人类在宇宙中唯一家园的情况下,假如大气层发生变化,对人类意味着什么呢?

从地球诞生的历史上来看

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46亿年前太阳系稳定下来后,地球和其他七大行星开始争夺太阳系剩余的物质了,地球因此成为了最大的岩石行星。

在引力收缩下地球内部的压力越来越大,产生的热量也越来越高,并且早期的太阳系并不平衡,地球时常受小行星撞击,在这些的加持下地球的一切都是熔化的,火山活动也十分频繁。

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所以早期的原始大气中充满了燃烧带来的甲烷和氨,以及行星形成时自带的氢气熔岩态的地表和无法呼吸的浑浊大气,让地球看起来俨然像地狱。

水汽的蒸发加速了地表的冷却,随后下了场持续千年的大暴雨,这场大暴雨灌满了地球每一个盆地,也让地球得到彻底冷却,它不仅减少了空气中水汽的含量,还洗去了大气中很多二氧化碳

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但此时的地球环境还远不够发展繁荣的生命,只能勉强维持简单的生命形态。

早期地球的高能化学反应产生了能够自我复制的分子,后来分化成了细菌与古菌,距今33亿年前的太古宙诞生了蓝藻,这些早期的低等生命漂泊在原始海洋中,它们属于原核生物,最重要的是具有光合作用。

臭氧氧化烯烃的应用(臭氧氧化烯烃反应机理)

天上炽热的恒星成为了生命的催化剂,大量藻类生物与太阳同时作用,向大气中释放氧气。大气中逐渐增多的氧气遇到紫外线后再上层大气形成臭氧,进而出现了臭氧层。

与此同时

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氧气含量的上升还改变了矿物质,磷会与氧气发生反应,磷化物携带着氧气沉入地表,随后进入海洋。氧气到达海洋深处时,就会进一步与沉积在深海的磷发生反应,增加氧气含量。种种反应过程周而复始,最后造就了一个适宜生物进化繁衍的环境。

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但近期的研究表明,地球的大气或许会逐渐稀薄,其中消失最多的就是氧气NASA联合东京大学和佐治亚理工大学组成了一个科研团队,该团队意在寻找适宜居住的地外行星,找到人类的第二个家园。在研究过程中科学家注意到,随着太阳逐渐老化,太阳的温度会上升,带给地球的热量也会增多。

臭氧氧化烯烃的应用(臭氧氧化烯烃反应机理)

二氧化碳吸收热量后会分解,更多的热量则意味着二氧化碳会大量减少,而地球上植物光合作用的原理就是吸收二氧化碳排除氧气,假如二氧化碳这个原材料消失后,植物产生的氧气自然也会减少。

臭氧氧化烯烃的应用(臭氧氧化烯烃反应机理)

最终这些能够起到光合作用的植物将会死亡,并影响到整个生物圈和食物链,而温室效应带来的甲烷则会加速整个氧消耗的过程,使氧气终结的时间从10亿年大大缩短至10000年。

这看起来有些耸人听闻,那么科学家究竟是如何得到这一结果的?

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在回望地球过去和预测地球未来时,常常离不开计算机模拟,这次也是如此,科学家建立了相应的模型,对地球的元素含量的演变进行了模拟。

臭氧氧化烯烃的应用(臭氧氧化烯烃反应机理)

为了符合动态地球的变化,研究员们还考虑到了气候变化以及洋流和地质活动,为了使模拟更加准确,科学家还预设了两种情景:具备生物圈的和没有生物圈的,按常理来说,生物的活动会对自然环境产生很大影响,这两种情景可能会有不同的走向。

但出人意料的是

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两次的结果都显示,氧气含量会在未来10亿年内急剧下降。

虽然其他因素也可能会影响最终氧气含量的走向,但无可置疑的是,氧气终结即意味着地球生物的大灭绝。

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不过该研究同时透露出了另一个信息:氧气是动态变化的,没有永久宜居的星球,这也给人提供了另一个思路,某些原本不适合生存的星球可能会随着发展变得适合生存。

臭氧氧化烯烃的应用(臭氧氧化烯烃反应机理)

即便在未来人们被迫离开地球家园,或许也能寻找到那个正好处于宜居阶段的星球。

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