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      教育培訓(xùn) > 氧氣只有地球才有嗎?

      氧氣只有地球才有嗎?

      2020-11-07 13:32閱讀(63)

      氧氣只有地球才有嗎?如題:在太陽(yáng)系中,我們的地球和其他星球相比最獨(dú)特的地方之一就是它的氧含量了,氧氣占了地球大氣分量的21%,太陽(yáng)系有大氣層的其他:-氧氣,

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      在太陽(yáng)系中,我們的地球和其他星球相比最獨(dú)特的地方之一就是它的氧含量了,氧氣占了地球大氣分量的21%,太陽(yáng)系有大氣層的其他星球的氧氣含量都沒(méi)有這么高,這也是地球上之所以有生命的最重要因素之一。

      在太陽(yáng)系八大行星中,距離太陽(yáng)最近的水星基本沒(méi)有大氣層,更別談上面的氧氣含量了,水星外的金星的把臍橙倒是非常濃厚,然而基本都是二氧化碳,氧氣含量極少,火星的大氣層非常稀薄,星球表面大氣壓不到地球的1%,氧氣含量大約為0.15%,然而這個(gè)比例基本上已經(jīng)是是除地球之外最高的比例了,木星大氣層中氫氣占到了90%,氦氣大致為9%,氧氣以及其他氣體等等加起來(lái)約1%,土星和木星類(lèi)似,天王星和海王星也是以氫和氦為主,此外還有甲烷、氨氣和水冰等,氧氣所占的分量都極少,唯一擁有大氣層的衛(wèi)星土衛(wèi)六則以氮?dú)鉃橹,分量占到?8%還多,其他主要是甲烷,乙烷,二氧化碳等。

      那么為什么這些星球都幾乎沒(méi)有氧氣,而只有我們的地球有那么多的氧氣呢?其實(shí)主要是兩個(gè)原因,首先就是氧是一種很活躍的元素,它很容易跟其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成某種氧化物等,但這樣的話(huà),它就失去了氧氣本該擁有的性質(zhì),比如我們的呼吸離不開(kāi)氧氣,但是二氧化碳,一氧化碳等氧化氣體就不可以參與我們的呼吸活動(dòng)。氧元素在宇宙中以及各大星球上本也是大量存在的,但是由于氧元素的活躍性,因此它大都是以化合物的形式存在。

      我們都知道陽(yáng)光照射下綠色植物的光合作用可以產(chǎn)生氧氣,其實(shí)這個(gè)原因正是地球上有大量氧氣的主要原因,當(dāng)光合作用發(fā)生的時(shí)候,綠色植物可以吸收空氣中的二氧化碳,將其分解成氧氣和碳,并且將氧氣釋放出來(lái),由于有大量的綠色植物共同來(lái)做這樣的工作,所以地球上的氧氣含量就很豐富了,地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為,地球海洋中曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一段藍(lán)藻爆發(fā)期,它們就釋放了大量的氧氣,最豐富的時(shí)候逼近大氣層氣體含量的40%呢!

      由于其他星球上并沒(méi)有地球上這種氧氣生成與轉(zhuǎn)化機(jī)制,所以那些星球上的氧氣含量就很少了,而火星上之所以有0.15%的氧氣含量,很可能是因?yàn)榛鹦巧厦嬖?jīng)有過(guò)生命,比如像地球這樣出現(xiàn)過(guò)大量的綠色植物,因此產(chǎn)生了大量的氧氣,但是后來(lái)火星變得不再適合生命生存之后,氧氣與其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)成了化合物,于是含量越來(lái)越少,但是還剩下了0.15%的殘余含量,這個(gè)數(shù)值或也體現(xiàn)了火星上曾經(jīng)有過(guò)生命的可能性。

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      迄今為止,地球還是太陽(yáng)系中唯一擁有生命物種存在的星球,其中有個(gè)必不缺少的原因,就是我們地球大氣層中有著足夠的氧氣,占到了大氣層氣體含量的21%左右,在整個(gè)太陽(yáng)系中也是獨(dú)一無(wú)二的。


      那么在我們的太陽(yáng)系中,只有地球上有氧氣嗎?這個(gè)問(wèn)題不好回答,因?yàn)檠踉乇揪褪且环N在宇宙中普遍存在的元素,它是比較容易生成的,質(zhì)量如我們的太陽(yáng)這樣的恒星到了晚年時(shí)期,內(nèi)部的核聚變就可以產(chǎn)生氧元素,通常也會(huì)以氣體的狀態(tài)存在,所以在有大氣層或者液態(tài)水的星球上,多多少少都會(huì)有一些氧氣的,很少會(huì)有星球像我們地球這樣擁有那么多氧氣罷了。

      在太陽(yáng)系中,除地球之外氧氣含量最高的就是火星了,雖然火星上的大氣以二氧化碳為主,但是氧氣含量占到了0.15%,遠(yuǎn)高于木星、土星、天王星和海王星等,比唯一擁有大氣層的土衛(wèi)六可衛(wèi)星上的氧氣含量也高。


      至于為什么火星上氧氣含量相比其他星球要高一些呢?天文學(xué)家們分析認(rèn)為這可能是因?yàn)檫h(yuǎn)古火星曾經(jīng)有著類(lèi)似地球如今這樣的生態(tài)系統(tǒng),上面也曾有大量的綠色植物制造的氧氣,那個(gè)時(shí)候火星上面的氧氣含量要比現(xiàn)在高多了,大氣層也比如今濃厚的多,而如今火星上的氧氣也是那個(gè)時(shí)候的部分遺留罷了。

      在太陽(yáng)系中,地球和火星之外,還有其他一些星球上存在相當(dāng)多的氧氣,不過(guò)這些氧氣并沒(méi)有存在于它們的大氣層中,而是存在于它們的液態(tài)海洋中,比如木衛(wèi)二、木衛(wèi)四、土衛(wèi)六、海衛(wèi)一、天衛(wèi)五、冥王星等星球,天文學(xué)家們認(rèn)為它們表層冰蓋下有著很深的海洋,在這些海洋中,很可能有著溶在水中的大量的氧氣,因此這樣的海洋中也被認(rèn)為很可能有生命物種存在。


      地球上有一些現(xiàn)成的類(lèi)似于上面這些星球冰蓋下海洋的環(huán)境,那就是南極洲的一些冰下湖泊,比如沃斯托克湖,里面的氧氣含量是地球其他淡水湖泊中的50倍,但是這個(gè)湖泊已經(jīng)通過(guò)冰蓋與外界隔絕50萬(wàn)年以上了,科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)里面有細(xì)菌等微生物存在,像這樣的湖泊在南極洲已知有140多個(gè),它們或者可以間接證明,這些星球的冰下海洋中有足夠的氧氣可以供生命生存。

      其實(shí)只要有適宜的條件,氧氣就可以存在,并非只需要光合作用才能出現(xiàn),氧元素在宇宙中含量并不少,只是它的化學(xué)性質(zhì)非;顫姡苋菀缀推渌亟Y(jié)合成氧化物,在很多星球上氧氣都和其他元素形成了氧化物,比如火星上的赤鐵礦,實(shí)際上就是氧化鐵。所以很多星球上的氧氣都變少了,而如果有合適的條件或者出現(xiàn)某種化學(xué)反應(yīng),氧氣還是能被解放出來(lái)的。

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      氧氣只有地球才有嗎?

      即使氣體狀態(tài)的氧氣也存在與很多天體的大氣層中,只不過(guò)含量多少而已,比如木星大氣層中氫氣占到了90%,氦氣大致為9%多,氧氣以及其他氣體等等加起來(lái)的含量不到1%,因?yàn)槟拘遣o(wú)氧氣生成與轉(zhuǎn)化機(jī)制,因此這些天體中的氧氣是不會(huì)增加的。

      其實(shí)各位可能忽略了另一件重要的事情,僅僅認(rèn)為行星上有氧這種元素是不對(duì),宇宙中的元素加工廠(chǎng)-恒星從來(lái)都是非?犊恢碧幵诰o張的生產(chǎn)之中,氧元素的供應(yīng)是源源不斷啊,當(dāng)然太陽(yáng)這樣的吝嗇鬼有些過(guò)分,因?yàn)橐蕴?yáng)的質(zhì)量起聚變?cè)刂、氧后由于溫度不夠,無(wú)法再進(jìn)行聚變,失去輻射壓支撐后內(nèi)核將坍縮成白矮星,外殼將隨之煙消云散,擴(kuò)散的星云中也會(huì)有氧,但絕大部分被白矮星據(jù)為己有,如果這顆白矮星不吞噬氣體導(dǎo)致Ia型超新星爆發(fā)的話(huà),這些氧元素將永遠(yuǎn)被鎖死在這顆白矮星里!

      其實(shí)可能咱已經(jīng)說(shuō)遠(yuǎn)了,太陽(yáng)系的其他行星是否有足夠的氧氣才是我們比較關(guān)心的,太陽(yáng)上再多的氧元素又有何用呢?我來(lái)看看其他行星上氧氣含量如何:

      水星大氣氧含量:水星質(zhì)量太小只有地球的5.5%,幾乎沒(méi)有大氣,我們可以認(rèn)為水星沒(méi)有氧氣

      與月面無(wú)二致的天體,都不能稱(chēng)之為大氣層

      金星大氣氧含量:金星的大氣壓是地球的90多倍,但二氧化碳?xì)怏w占了絕大部分,其恐怖的溫室效應(yīng)導(dǎo)致金星表面溫度高達(dá)460多度。

      金星大氣的成分,氧含量沒(méi)法標(biāo)識(shí)出來(lái),幾乎可以認(rèn)為是0

      火星大氣氧含量:火星的大氣壓只有地球的1%,火星的那點(diǎn)可憐的大氣主要是二氧化碳(95.3%)加上氮?dú)猓?.7%)、氬氣(1.6%)和微量的氧氣(0.15%)和水汽(0.03%)組成!

      土衛(wèi)六(泰坦)的大氣成分:土衛(wèi)六大氣的98.44%是氮?dú)猓硗膺有大量不同種類(lèi)的碳?xì)浠衔餁堄啵ò淄、乙烷、丁二炔、丙炔、丙炔腈、乙炔、丙烷,以及二氧化碳、氰、氰化氫和氦氣)?/p>

      確實(shí)含量比較大的行星或者天體中唯有地球,當(dāng)然地球并非天生就有氧氣的,也是經(jīng)過(guò)數(shù)十億年的生物進(jìn)化隨之而來(lái)的,因?yàn)榈厍蛴幸粋(gè)氧氣轉(zhuǎn)化與生成機(jī)制,才保持了如今21%左右的比例!

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      雖然我們對(duì)外星球,特別是系外行星、衛(wèi)星的觀(guān)測(cè)很少,但我們有理由說(shuō)氧氣并非只有地球上才有。

      不說(shuō)別的,人類(lèi)探測(cè)最多的其他行星——火星,其大氣中就有約0.15%的氧氣,這不就說(shuō)明了氧氣不只是地球的專(zhuān)利了嗎?


      事實(shí)上,氧在宇宙中是很普遍的,就說(shuō)我們的地球組成,排在第一位的也是氧。只不過(guò)氧有一個(gè)奇怪的特性,使得其很難以單質(zhì)的形式存在,那就是氧化性。

      由于氧的性質(zhì)相對(duì)而言比較活潑,(僅僅是相對(duì)而言,比氧活潑的東西多了去了)所以在其他沒(méi)有氧循環(huán)的星球,絕大多數(shù)氧只能以化合物,或者說(shuō)氧化物的形式存在。譬如我們生活中最常見(jiàn)的水,其實(shí)就是氫的氧化物。因此,正常來(lái)說(shuō),除非有一個(gè)星球氧占據(jù)了絕大多數(shù),不然其中的氧會(huì)很快發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。不過(guò)這并不是絕對(duì)的,火星就是個(gè)例子。

      首先從生物學(xué)角度來(lái)說(shuō),既然地球是一派生機(jī)勃勃的景象,我們沒(méi)理由相信遙遠(yuǎn)的地方?jīng)]有其他星球和地球一樣也有植物的存在。而植物,或者說(shuō)有葉綠體的生物是碳氧循環(huán)的重要角色,因此,只要有植物或者類(lèi)似的存在,這個(gè)星球就一定有氧氣。

      其次從化學(xué)角度來(lái)說(shuō),任何反應(yīng)都是相對(duì)平衡,也就是說(shuō)即便在宏觀(guān)看來(lái)化學(xué)變化是單向性的,但在微觀(guān)看來(lái)這個(gè)變化確是雙向的,換句話(huà)說(shuō),即便一個(gè)化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)在某個(gè)容器中發(fā)生,這個(gè)容器中也一定是反應(yīng)物和生成物共存,只不過(guò)是多少的問(wèn)題。這樣看來(lái),幾乎每個(gè)有氧元素存在的星球都有氧單質(zhì)甚至氧氣存在了。

      因此,不管怎么說(shuō),氧氣都絕不只是地球的專(zhuān)利,絕不僅僅是地球上才有的。更或者說(shuō),幾乎每個(gè)星球都有氧氣!

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      答:當(dāng)然不是,其他有大氣的星球,或多或少存在氧氣,只是遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有地球大氣的含氧量高(21%),比如火星大氣含氧量約0.15%。


      至于太陽(yáng)系內(nèi),其他有大氣的行星和衛(wèi)星,含氧量更低;地球擁有較高的含氧量,主要是地球生物的主導(dǎo)作用,尤其是植物和一些能進(jìn)行光合作用的微生物。



      在化學(xué)物質(zhì)中,氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)非;顫姷臍怏w,除金、鉑、銀等極少金屬和稀有氣體外,絕大部分單質(zhì)都能與氧氣發(fā)生反應(yīng),我們稱(chēng)之為氧化反應(yīng)。



      氧氣的這種性質(zhì),決定了氧氣在很多星球上無(wú)法大量存在,因?yàn)槿绻麤](méi)有氧氣的補(bǔ)充,星球上的氧氣會(huì)逐漸被消耗掉,最終導(dǎo)致星球的含氧量接近于零。


      在各種化學(xué)反應(yīng)中,氧氣的產(chǎn)生條件是苛刻的,唯有借助生物的光合作用,可以把太陽(yáng)的能量部分儲(chǔ)存于氧氣的化學(xué)鍵中。



      如果星球上氧氣的消耗能與光合作用的產(chǎn)出相平衡,那么該星球的含氧量才能維持在較高水平;這也可以看出,高含氧量或許暗示著生命的存在,比如地球氧氣首次劇增源于30多億年前的藍(lán)藻出現(xiàn)。


      可惜的是,截至目前為止,科學(xué)家并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有高含氧量的地外行星存在。




      好啦!我的答案就到這里,喜歡我們答案的讀者朋友,記得點(diǎn)擊關(guān)注我們——艾伯史密斯!

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      在太陽(yáng)系的行星中,除了地球,只有火星的大氣中,有很低的含氧量,根本不適合生物呼吸。

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      科學(xué)家曾在距離地球130多億光年的星系中,發(fā)現(xiàn)了氧的存在,是人類(lèi)找到的最遠(yuǎn)的有氧區(qū)。氧氣性質(zhì)活潑,在自然界難以穩(wěn)定存在,多和其他物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng),以化合物的形式存在。宇宙中氧的存在也成為搜尋外星生命的一個(gè)途徑。

      地球大氣中原本也是沒(méi)有氧氣存在的,但存在氧元素,直到單細(xì)胞藻類(lèi)植物出現(xiàn)后,地球大氣才逐漸充斥氧氣,然后又推動(dòng)了生物向著能夠利用氧的類(lèi)型轉(zhuǎn)變。氧氣最終又在地球環(huán)境中,產(chǎn)生出臭氧,臭氧的存在可以過(guò)濾太陽(yáng)光中的紫外線(xiàn),使地球生命得以在陸地環(huán)境中存在。

      在最初的宇宙中,因?yàn)榄h(huán)境溫度高、活動(dòng)劇烈,宇宙中只有一些基本粒子存在,隨著宇宙的膨脹和冷卻,電子、質(zhì)子形成,然后又逐漸合成原子,而氫原子只有一個(gè)電子一個(gè)質(zhì)子,因此在宇宙中普遍存在。宇宙物質(zhì)在引力的作用下逐漸聚集,形成恒星,恒星的巨大引力又使得氫元素原子發(fā)生聚變,生成更重的原子,氧元素原子也能被制造出來(lái)。

      而恒星的聚變?cè)谛纬设F元素后,恒星就不能穩(wěn)定存在。因?yàn)榈借F之后,物質(zhì)要想再發(fā)生聚變反應(yīng),就要吸收大量能量。恒星聚變產(chǎn)生釋放的能量的推力不能平衡恒星對(duì)物質(zhì)的引力,發(fā)生超新星爆發(fā),爆發(fā)產(chǎn)生的大量能量,又使得為鐵的聚變反應(yīng)提供了能量,比鐵更重的元素原子就被制造了出來(lái)。

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      這個(gè)問(wèn)題很典型。

      是不是只有地球有氧氣?這個(gè)問(wèn)題我也曾想過(guò),后來(lái)經(jīng)過(guò)大量學(xué)習(xí)自然知識(shí),才發(fā)現(xiàn)沒(méi)有得出氧氣一定地球上才有的定義,就已經(jīng)是聰明的人了。

      學(xué)習(xí)過(guò)高中化學(xué)的人都知道水的化學(xué)式是h2o,從這個(gè)我就知道了只要一個(gè)物質(zhì)的化學(xué)式含有氧元素,這個(gè)物質(zhì)就能通過(guò)化學(xué)反應(yīng)得出單獨(dú)的氧氣。二氧化碳co2,一氧化碳co,二氧化硫so2…都能通過(guò)置換反應(yīng),氧化還原反應(yīng)…把氧分離出來(lái)。

      而宇宙的星體都是有氣體或者硅酸鹽組合體,硅酸鹽就是硅-氧四面體。因此宇宙的星球上大多數(shù)是含氧的星體。氧豐度在宇宙位列第三,這在足夠說(shuō)明氧氣存在地球之外的星球。



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      氧氣不是地球特有的,宇宙中其它地方與存在著氧氣。

      地球的氧氣是某個(gè)超新星爆炸時(shí)拋灑出來(lái)的,當(dāng)然了,除了氧氣,凡是大于氫以上的元素都是這么來(lái)的。因?yàn)榘凑沼钪娲蟊ɡ碚,宇宙在冷卻之后只能夠形成氫元素,其它元素需要恒星發(fā)生核反應(yīng)才能夠形成。

      而我們的太陽(yáng)系,在最早的時(shí)候只是一片巨大的氫分子星云而已。不過(guò)后來(lái)距離這片星云不遠(yuǎn)處發(fā)生了一次超新星爆炸,導(dǎo)致了大量氫以上元素被拋灑出來(lái),其中部分來(lái)到了太陽(yáng)系星云。太陽(yáng)系星云受到爆炸沖擊波的影響,發(fā)生了坍塌,主要質(zhì)量形成了太陽(yáng),其它物質(zhì)形成了地球等八大行星。而地球上的碳、氧、金屬元素等等都是來(lái)自于這次超新星爆炸拋灑出來(lái)的。

      所以,既然超新星爆炸可以?huà)仦⒊鰜?lái)各種物質(zhì),那么廣袤的宇宙中時(shí)不時(shí)就會(huì)發(fā)生超新星爆炸,因此其它地方也勢(shì)必存在氧氣。當(dāng)然了,因?yàn)檠鯕獾呢?fù)電性比較大,所以很容易和氫氣以及碳結(jié)合形成水以及二氧化碳。所以這些地方氧氣含量的多少,可能會(huì)和地球有所差別。畢竟地球上有植物,可以進(jìn)行光合作用把二氧化碳重新還原為氧氣。

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      不是的,很多星球上都是有氧氣的,只不過(guò)是含量不一樣而已,其他星球的氧氣含量很微弱,不像地球的29%那么多。根據(jù)目前的一些探測(cè)數(shù)據(jù)表明,在金星、火星等星球上的大氣層中都是含有氧氣成分的,但所占比例很小,不足以維持生命所需。

      以上回答屬個(gè)人觀(guān)點(diǎn),如有錯(cuò)誤,還請(qǐng)海涵!

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