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到现在为止，我所看到的所有教科书和科普书籍都说，氧气是绿色植物通过光合作用逐渐积累而来的。光合作用产生氧气，这当然没问题，但是，能够积累氧气吗？ 放眼一棵树的生命历程，它在生长过程中的确会吸收二氧化碳，释放出氧气，但是，当它死后，体内的所有碳元素都将释放，同时消耗掉它所释放的氧气。这基本上就是一个逆向的过程。整个生态系统就更是如此了。有生产者释放氧气，有消费者吸收氧气，基本上处于一种平衡状态，所以氧气才会维持在21%的水平。但问题是，地球形成之初，大气中是不含氧气的，反倒是富含大量还原性的物质，如甲烷，氨气，一氧化碳等。光合作用产生多少氧气，就要产生对应的有机物，这些有机物反过来又要将光合作用产生的氧气消耗掉，氧气根本不可能积累。 有朋友说，不是所有有机物都被氧化，很多不是变成化石能源了么，同时，生物体本身也是一个碳库。但这依然说不通。原因有两点，其一，地球表面的大气压是76厘米汞柱，地表总面积约5.1亿平方千米，很容易计算出，地球上的空气总量为5000万亿吨，其中氧气1000万亿吨。地球上生物体的总含碳量为7000亿吨，化石能源的总含碳量约6.3万亿吨，合计约7万亿吨。假定上述所有炭全部氧化，也仅需20万亿吨氧气，换个角度说，固定这些碳，仅能释放出20万亿吨氧气，与大气中氧气总量相比微乎其微，更何况地球形成之初，大气中是富含大量还原性的物质，如甲烷，氨气，一氧化碳等，这些都是消耗了大量的氧气才被氧化的。其二，化石能源最主要的构成是煤炭。最早形成的煤炭是二叠纪，当时的氧气含量达到35%，这岂不就构成了一个悖论，越多的碳被固定，氧气的含量就越少？ 因此，地球上的氧气不可能是绿色植物通过光合作用积累的。但是，有一些非绿色微生物，可以通过光合作用，释放出氢气；紫外线，闪电等也可以分解水分子，释放出氢气。地球太小，氢气在大气中不能稳定存在，很容易逃逸到太空中，由此，氧气才会被积累。还有一个更根本的原因就是，地球形成之初，氧元素的含量远大于碳元素的含量，否则，地表将充满各种烷烃，任何理化作用和生物作用都不可能让大气充满氧气。 |
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