空氣中的氧氣濃度為何能一直控制在21％不變？這裡告訴你原因

首先，地球上氧氣的含量從大尺度看，一直是變化的，並非一直不變。寒武紀之前，地球只有痕量的氧氣存在，寒武紀之後，氧氣含量爆髮式增長，到石炭紀達到高峰，當時大氣中氧氣含量超過35%，之後開始緩慢下降。實際上，目前大氣中氧氣的含量一直在緩慢下降，只是由於下降幅度非常小，基本可以忽略不計。

說到氧氣含量的變化，大家肯定首先想到的是綠色植物的光合作用。實際上，無論光合作用的強度如何，甚至說，即便是光合作用突然停止了，對地球氧氣含量也沒有什麼影響。原因很簡單，綠色植物的光合作用無論中間過程是怎樣的，結果都是每固定一個碳原子釋放一個氧氣分子，這些被固定的碳原子以有機物的形式存在，但是最終都會被以各種形式分解。於是，被固定的碳重新被釋放到大氣中，在這個過程中，當初被釋放的氧氣又會重新變成二氧化碳。也就是說，光合作用只能促成氧和碳的循環，使氧氣處於動態平衡當中，不可能改變大氣中氧氣含量。

真正能夠改變大氣中氧氣含量的是一些地質作用和某些細菌。我們都知道，地球是太陽系唯一擁有板塊運動的星球。地質運動會把地球深處的岩石暴露出來，這些岩石在風化的過程中會吸收氧氣，原因就在於地殼深處的岩石含有很多還原性物質，風化過程中吸收的氧氣是不會被重新釋放到大氣中的。所以，如果地球上沒有其他積累氧氣的途徑，那麼氧氣含量減少是必然。

幸虧我們的地球擁有積累氧氣的其他途徑。學習過大學物理的都知道氣體熱力方程，稍微計算一下就知道，同等溫度下，氫氣運動速度最快，所以最容易逃逸。地球的引力太小，不足以束縛氫氣和氦氣，所以氫氣一旦生成，很快就會逃逸。有很多途徑都會直接或者間接分解水，比如紫外線，雷電，光合細菌，甲烷細菌等，它們產生的氫氣逃逸，氧氣則會留下。於是地球從一個沒有氧氣的星球一步一步變成富含氧氣的星球。

但是，當氧氣含量達到一定程度後，臭氧層形成，紫外線強度大幅度下降。同時，隨著高等植物逐漸取代光合細菌等，微生物作用分解的水也逐漸減少，目前已經不足以彌補地質運動對氧氣的消耗，所以從大尺度看，氧氣是逐漸減少的。

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