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地球氧气含量持续下降,引发科学家担忧,将对人类生存产生威胁?

 Henrytvv19qznk 2019-02-12

科学前沿观天下 笃学明理洞寰宇

没有地球大气中没有氧气,就没有人类。生命呼吸、燃烧和一切氧化过程都需要消耗氧气,氧气在全球生物化学循环过程中起着绝对重要作用。然而,最近研究发现地球大气的氧气含量正在持续下降,这一现象引发了科学家们的困惑与担忧…

美国普林斯顿大学的研究人员对位于格陵兰岛和南极洲的古冰层中的气泡进行了详细分析,通过测量这些史前气泡中氧气与氮气的比值进而估算出不同历史时期地球大气的氧分压。研究结果显示,在过去80万年里,大气中氧气平均含量下降了约0.7%,相当于今天从海平面零到大约100米的氧气含量等效下降。

虽然现有的有限研究表明,目前氧分压的下降尚不足以对地球生命造成伤害,但令人费解的是:O2去哪儿了?

科学家认为有两种可能导致氧气含量下降的原因。首先,在过去数千万年到数百万年内,随着冰川的消融与全球地表侵蚀率的增加,使更多的黄铁矿和有机碳暴露在大气中,而黄铁矿和有机碳可以有效捕获、固定大气中氧气。研究结果发表于Science。

再者,在过去的1500万年中气候较冷,海洋在较冷的温度下可以储存更多的氧气,以满足大气中一定浓度的氧气平衡。随着全球变暖进程不断加速,地球平均温度普遍升高,海洋沉积物中的氧依赖性微生物变得更为活跃,进而消耗了更多的氧气,从而导致大气中氧含量的下跌。

通常认为,二氧化碳水平会随着氧气的减少趋于增加,但让科学家们出乎意料的是,在过去80万年里(不包括最近150年),二氧化碳水平基本保持不变(近几十年才急剧升高)。研究人员认为这可能是“硅酸盐风化恒温器”调节的结果。“硅酸盐风化恒温器”是一个尚待进一步验证的概念,其原理是当大气中二氧化碳含量增加时,火山岩的侵蚀会加剧,被侵蚀的岩石被冲进海洋里,二氧化碳就被固定在了那里。

地球氧气含量的持续下跌对未来究竟有何影响?很遗憾,我们尚无法回答这个问题。

科学家表示,这一现象还有必要进行更多的研究,进而确定大气中的氧气和二氧化碳是如何在相当长的一段时间内与地球相互作用保持平衡,阐明对大气氧含量的长期控制因素,为研究气候变化提供更多依据,也为了未来人类应对气候灾难时能够更加从容不迫。

参考文献:A Pleistocene ice core record of atmospheric O2 concentrations,Science,2016,Vol. 353,Issue 6306,pp. 1427-1430,DOI: 10.1126/science.aaf5445.

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