山林中清新的空气(氧含量略高)往往让人更加心旷神怡。氧气在生态系统中扮演着至关重要的角色,生物演化史上,氧气浓度的升高具有重要意义。一方面,其促进形成了能有效阻挡紫外线的臭氧层,一方面,其促发了有氧呼吸的出现大幅提高了生物获取能量的效率。也让我们不禁想,氧气浓度是不是越高越好呢?乃至把空气换成纯氧行不行呢?
如果我们假定,地球的空气一下子以等体积的方式换成了纯氧。实际上这并不是一件美妙的事情。氧气的分子量将导致气压升高,将带来肺部不适甚至危险;氧气浓度变高之后还将导致动物的新陈代谢加快从而加速衰老;长时间在过高的氧气浓度实际上会导致动物的氧中毒现象,因为氧气实际上是一种氧化剂,体内要有足够水平的还原剂与之相匹配。也即,人类若不立即采取紧急措施,将无法存活。此外,植物没有了二氧化碳,将无法进行光合作用从而无法继续生长,只能在呼吸作用和光合作用之间维持平衡从而不能再为整个生态系统提供能量。此外,氮循环也是生态系统重要一环,没有了氮气同样会导致可怕的后果。当然,厌氧生物也会表示非常不乐意。更麻烦的是,由于氧气是助燃剂,高氧气浓度将导致山火极易发生,可能几次打雷就导致全球的森林毁于大火。也许这样的假定不甚合理,怎么能突然替换呢,能不能以适应生态系统的方式慢慢替换呢?实际上,地球生态演化史上确实有过两次“大氧化事件”,指氧气含量占比在短期内剧烈升高,被认为在环境因素上促进了生物的演化。值得注意的是石炭纪时期,氧气含量达到了历史的顶峰,有35%之高,此时的生态非常有趣,比如存在各种巨型昆虫。虽然大氧化事件的起因尚有争议,但是有理由认为,高氧气浓度促进了这种巨型昆虫的出现,也让我们不禁想如果当今世界的氧浓度增高,会不会也导致巨型生物的出现哈哈哈。但是也正因为氧气浓度高,使得这些巨型昆虫灭绝于一场大火之中。唉!
大体看来,把空气换为纯氧有些疯狂。如果只是提高氧气浓度几个百分点,尚且可以接受,但是对生态系统的影响仍然将十分巨大而需要仔细评估噢。