地球大气中的氧气来源

发布日期:2024/3/28 13:14:03

在大约 45 亿年的时间里，地球大气中的氧浓度从 0 变为 0.21。生物进化与地质学之间的复杂相互作用导致了目前的氧浓度和地球上生命的多样性。根据到太阳的距离和在太阳系中的位置，地球处在“宜居带”。

氧元素是蓝藻细菌或植物叶绿体中通过光合作用产生的一种极具活性的元素。现代植物仍然使用与蓝藻细菌共生进行光合作用。在蓝藻细菌出现之前，厌氧微生物使用硫酸盐代替氧气来满足其能量需求。大约24.5亿年前，蓝藻细菌取代了厌氧菌，在被称为大氧化事件时期产生了极具活性的元素氧。又过了10亿年，在此期间几乎没有新的发展(无意义的10亿年)，氧气浓度变得足够高，足以满足动物生命的发展和进一步进化。

在地球大气层的历史上，最大氧浓度曾达到约0.30，现在稳定在0.21。从高能分子状态到低能分子状态的一系列转移中（即电子传输链），氧元素的高电负性和丰度，特别适合作为最终电子受体。通过这种方式，氧气含量的增加是包括人类在内的许多新生物体发展的先决条件。然而，同样的水平对其他生物体来说是有毒的。氧元素获得电子的倾向，意味着有机体必须发展抗氧化剂防御机制，以防止无意中的分子氧化和功能障碍。正如Paracelsus所说的“剂量造就毒药”。