地球上的氧氣會用完嗎?

在地球大氣中，與人類關系最為密切的莫過于氧氣了。早在19世紀，英國有一位著名的物理學家曾經為地球上的氧氣有過這樣的擔心：“隨著工業的發達和人口的增多，500年后，地球上所有的氧氣都將被消耗殆盡，人類將趨于滅亡。”這位學者的擔心看起來似乎不無道理。看看地球上的生物圈，無論是60億的人口，還是無以計數的動物，甚至包括不進行光合作用的非綠色植物無時無刻不在吸入氧氣，呼出二氧化碳。19世紀以來，100多年來的工業化加速發展，大氣成分已發生了明顯的改變，大氣中的二氧化碳含量大幅上升。道理很簡單：大規模的礦物燃料的開采與燃燒、森林開采、大量還原性化合物的排放，加上世界總人口的增長、養殖業的發展、寵物飼養的增多，以及人類的其他活動的增多，共同構成了對氧氣消耗日益增長的需求，簡言之，地球上的植被(氧氣提供者)在逐年萎縮，而氧氣的消耗在逐年增加。據測算，機動車每燃燒1升汽、柴油大約要耗盡12立方米空氣中的氧氣。從化學角度來看，地球上每增加一個二氧化碳分子意味著要鎖住兩個氧原子。 這樣下去。是不是會有那么一天，地球人的氧氣需要實行配額供應呢?

地球上氧氣濃度有變化嗎?

從長遠的角度看，地球上的氧氣濃度并非一成不變。地球目前已存在了45億年，而在地球存在的前半期并沒有氧氣存在，氧只是以元素的狀態存在于水或巖石中。之后，氧氣才開始出現在大氣和海洋中，但在大氣中的含量仍不足1％。大約24億年前，地球中的氧氣突然開始聚集，這就是所謂的“大氧化事件”。從大約5.4億年前的寒武紀開始，地球大氣中的氧氣含量在15％～30％之間徘徊，到了大約3億年前的石炭紀末期，氧氣含量達到了空前絕后的35％。在那個時代，恐龍曾經與其他一些體型龐大的昆蟲共同統治著地球，那時，一只蜻蜒的翅膀展開可達70厘米。2.5億年前，稀薄的空氣可能迫使動物從高緯度地區撤離，聚集到低地，對地球上有史以來最大規模的物種滅絕起到了推動作用。6500萬年前是地球大氣含氧量顯著降低的階段，正好也是恐龍滅絕的年代。這證明，從長期看，地球上氧氣的濃度是有波動的，并且對地球生物圈造成重大影響。

地球上的氧氣是取之不盡的嗎?

有文獻記載，在意大利的一個城市里曾挖掘出一個密閉的大壇子。據考證，這個壇子是在1000多年前被維蘇威火山爆發的灰塵埋沒的。化學家從壇中抽出空氣進行分析，發現1000多年前空氣中的氧氣含量和現在相同，也是占總體積的21％。

為什么1000年來氧氣的濃度沒有變化呢?人們曾經做過這樣的一個實驗：采集一些植物的綠葉，浸在水里，放到陽光下，很快葉子會不斷吐出一個個小氣泡。如果用試管收集這些氣體，用一塊點著的火木條放進試管里，木條會猛烈地燃燒，并放射出耀眼的光芒——這就是氧氣，因為氧氣能夠幫助燃燒。如果再往水里通進二氧化碳，那么通進去的二氧化碳越多，綠葉排出的氧氣也就越多。人們得出了這樣的結論：在陽光的作用下，植物靠著二氧化碳營養，排出氧氣。

原來，地球上那浩瀚的森林、草原、莊稼，隱藏著一個巨大秘密：在陽光下，植物的綠葉會吸收空氣中的二氧化碳，與從根部運來的水分、養料化合變成淀粉、葡萄糖等，同時放出氧氣，這叫作光合作用。據計算，3棵大樹每天所吸收的二氧化碳，約等于一個人每天所吐出的二氧化碳。每年，全世界的綠色植物，從空氣中大約要吸收幾百億噸的二氧化碳。

還有一只看不見的手，在空氣中攝取二氧化碳——這就是石頭。巖石受著風吹雨打，日子久了，會風化、分解，石灰石中所含的碳酸鈣在氧化碳和水的作用下，變成可溶解的酸式碳酸鈣，每年可消耗掉大約40～70億噸的二氧化碳。

地球化學科學家們的研究十分清楚地指出，地球的氧資源是巨大的。除了大氣中的氧外，大量的氧存在于海洋中。光合作用和呼吸作用以及燃燒化石燃料，自然界中的巖石風化，金屬氧化等消耗的氧在輸入、輸出上大致平衡，即使光合作用馬上停止，僅大氣中的氧也夠地球上的生物消耗2000年以上。

在油、煤、天然氣、木材以及其他有機物燃燒的過程中，會消耗大量氧氣以打破碳氫鍵來釋放能量。同時，燃燒還會產生帶正電荷的碳原子和帶負電荷的氧原子，形成二氧化碳。盡管這個過程會消耗空氣中的氧氣，但我們并沒有必要擔心氧氣會被消耗殆盡，自然界就是這樣保持著它自身的平衡，氧氣是用不完的。