地球氧气将重回24亿年前（依靠大自然的力量能保持地球上的氧气含量不变吗）

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「O」相信很多人对这个化学元素符号并不会感到陌生，没错！它就是「氧元素·Oxygen」，位于元素周期表第二周期ⅥA族。

「O₂」它是空气的组成部分，物理性质呈现无色、无臭、无味的特性。

这里有一点需要特别说明的就是「O」表示的是氧元素，而「O₂」表示的是氧气，氧气是由2个氧分子组成的物质。下面来为大家科普一下，聊聊这个「O₂」。

「空气」指的是地球大气层当中的混合气体，在标准的情况下「空气」的主要成分由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡）、以及一些其它物质（水蒸气、杂质等）混合而成，其中占据比例最大的是氮气78％、其次是氧气21％、依次是稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡）0.94％、以及同等比例的二氧化碳、其他物质各占0.03％。「空气」的化学成分比例并不是始终保持固定的，而是会随着物理状态的改变而改变，比如压力、高度与温度的上升或下降都会对「空气」的化学成分比例造成很大的影响，从而也会导致密度发生相应的改变。

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0℃时的「空气」在1个标准大气压的情况下密度为1.293克每升，在同等条件的情况下，「「O₂」·氧气」的密度为1.429克每升，由此可见氧气的密度比空气要大1.15倍，也就是说氧气是比空气重的，虽然氧气同样能够溶于水，但是溶解度却非常小。当压强达到101千帕，温度在零下约180℃时氧气的形态表现为液体，颜色一般呈现为淡蓝色，然而在零下约218℃时形态会发生改变，这个时候的氧气形态表现为雪花状的固体，颜色也是呈现为淡蓝色。

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第一个发现「氧气」存在的人

我国唐朝时期的堪舆家「马和」，有关这个人的生平记录并不多，但是他是一位很了不起的人物，因为他不仅仅是一位会算命的风水大师，同时还精通“炼丹术”有人称他为「炼丹师·马和」， 炼丹师这个职业相当于目前的化学家，「马和」的一生主要成就有：

1.世界上第一个发现「磁偏角现象」的人、

2.世界上第一个发现「氧气」存在的人、

3.出版 《平龙认》、

「马和」观察了硫磺、木炭等一些可燃物在空气中燃烧的情况之后，提出了一个在当时看似没有科学意义的结论——空气的组成成分十分复杂，主要由阴气和阳气组成，其中阴气明显是少于阳气的，阳气可以完好无损地留在空气中，而阴气则在与可燃物化合的过程中被消除掉了去。

此后「马和」对阴气做了更深入的研究，他总结出来的结论就是——青石、火硝这些物质里面含有大量的阴气，如果用火来燃烧青石、火硝，阴气就会被释放出来。

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以上的两个结论是「马和」用了很长时间研究出来的结果，这些结果在当时看似并没有什么意义，但是如果用现代的语言来描述的话，毋庸置疑「马和」的研究和结果可以算得上是当时世界上最前沿的科学研究结果了，不仅仅如此「马和」的这个成就足足比欧洲领先了1000年（欧洲的研究结果下文再介绍），「马和」把他一生的研究成果全部写进了唐至德元年3月9日（公元756年）出版的著作《平龙认》里面，这本书68页的著作一直流传到清代后就遗失了。

现代语言描述：

• 阳气=氮气·「N₂」
• 阴气=氧气·「O₂」
• 青石=氧化物
• 火硝=硝酸盐

图解：手抄版《平龙认》其中的一部分（图源网络）

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成功提取「氧气」的人

约瑟夫·普利斯特列（1733年3月13日——1804年2月6日）这位来自英国的化学家在1774年的时候，采用凸镜汇聚太阳光的方法对氧化汞进行照射加热制得纯氧，约瑟夫·普利斯特列还发现照射所释放出来的气体不仅能够助燃同时还能帮助呼吸，因此约瑟夫·普利斯特列把这种能够助燃并能呼吸的气体起了一个非常有意思的名字，叫做「脱燃素空气」。

1773年，来自瑞典的化学家卡尔·威尔海姆·舍勒（1742年12月19日--1786年5月21日)制得氧气的方法与普利斯特列的方法大致相同，唯一的区别就是舍勒加热的对象是氧化汞和其他含氧酸盐，虽然他的研究成果比普利斯特列早上一年，然而他的论文《火与空气》直到1777年才公开发表出去。

普利斯特列在1774年前往法国拜访了好友安托万·洛朗·德·拉瓦锡(1743年8月26日-1794年5月8日)，并且把他制得氧气的研究过程告诉了拉瓦锡，这位法国的贵族同时又有“现代化学之父”之称的拉瓦锡对这个实验感到非常好奇，于是他决定亲自做一下这个实验。1775年，拉瓦锡又做了一次与普利斯特列完全一样的实验，亲自证实了对氧化汞进行加热确实可以制得一种能够助燃同时又能帮助呼吸的气体，拉瓦锡将这种气体称之为「Oxygen」，这个词的意思就是氧气，「Oxygen」这个词源自于希腊文——酸的形成者。

舍勒与普利斯特列这两个人的研究成果虽然年份非常接近，但是他们都是各自独立制得氧气的人。拉瓦锡虽然没有在提取「氧气」这个方面作出贡献，但是他在对「氧气」命名这方面的贡献对我们的影响还是不少的，因为「氧气·Oxygen」这个词从1775年以来一直被沿用至今，因此科学界一直把舍勒、普利斯特列、拉瓦锡这三人称为【氧气的发现者】。

图解：左/普利斯特列 中/舍勒 右/拉瓦锡

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科普·「氧气」会被耗尽吗？

虽然「氧气」是自然界中存在的合成物，但是「氧气」却是以气体的形式存在的，「氧气」是生命的构成以及生存不可缺少的重要元素之一，因此「氧气」是地球上大部分生命进行各种活动所必需的物质之一，或许有人会有这样一个疑问——「氧气」会被耗尽吗？

答：不会！下面我就列举一个错误的例子：

1898年的时候英国的物理学家开尔文就在为二氧化碳含量的增加问题而感动担心了，开尔文认为随着工业的发展以及人口不断地增加，二氧化碳含量的情况已经变得十分恶劣了，如果不加以控制的话，地球上所存在的氧气将会在600年内的时间里被逐年消耗，直到殆尽为止，到那个时候地球上剩下的就只有二氧化碳了。也有人认为二氧化碳增多最显著的不良后果就是会让地球产生“温室效应”，而且还会让地球的温度不断地上升造成极地的冰川融化，极地融化后的海水量足以淹没美国的摩天大楼，甚至淹没荷兰等一些地势较低的国家，陆地的面积也将会减少，届时地球的地表面积仅仅为目前的15%～20%。具体情况参考下面链接的文章：

失控的温室效应导致这颗星球变成了“炎热地狱”

图源网络

关于氧气是否会被耗尽这个问题，那些与开尔文观点一致的人其实他们看到的只是问题的单方面。下面为大家科普氧气不会被耗尽的主要原因：

1.地球上的绿色植物不但数量惊人而且种类也是非常丰富的，世界上大多数的绿色植物在光合作用的过程中消耗掉大量的二氧化碳同时释放出新鲜的氧气。

2.除了绿色植物会吸收二氧化碳之外，陆地上的岩石也会吸收二氧化碳，每年由岩石吸收掉的二氧化碳大约有50亿～80亿吨，由于大多数的都会有风化的现象，这些被风化过含有二氧化碳的岩石会随风飘扬有些甚至会掉进江河直经流入海洋，与海水产生化学作用，比如岩石中所含有的碳酸钙会变成酸式碳酸钙，这种形式的碳酸钙溶解在水中后与石灰化合重新形成石灰石，并以新的岩石的形式沉寂在海底。

以上两种是大自然的力量在拯救地球，虽然可以消耗掉大气中一部分的二氧化碳，但是并不能完完全全地消耗掉，根据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）莫纳罗亚气象台传感器监测「空气」中的二氧化碳含量的出现逐年上增的趋势，科学家正在努力地探索这方面的问题，希望充分地减少二氧化碳的排放量尽可能地将它们再生加以利用。目前减少森林面积的流失、保护绿色植物就是目前最好的保护氧气的方法了。

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21%是氧气在「空气」的占据比例，地球上的吸氧动物都是呼吸空气中的「氧气」将其转化成体内的废气之后再排出体内，这些被排出体内的废气就是二氧化碳。一个肺部健康的成年人每天需要吸进的氧气约为500升，同时排出体内的二氧化碳约为400升。0.03%是二氧化碳在「空气」的占据比例，一般情况下，「空气」中的二氧化碳与水蒸气的含量基本上是相同的，但是随着日常生活所需比如煤炭、石油、天然气等一些含有碳的燃料被大量使用，导致了「空气」中的二氧化碳含量出现了逐年上增的走势。

根据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）莫纳罗亚气象台传感器监测「空气」中的二氧化碳含量的数据进行模拟的结果显示：

• 100年前，进入大气的二氧化碳含量约为9600万吨/每年、
• 目前，进入大气的二氧化碳含量约为50亿吨/每年、
• 10年后，进入大气的二氧化碳含量约为80亿吨/每年、

在上面的数据可以看出，从过去的100年到往后的10年，进入大气的二氧化碳含量每年增长的速率是非常惊人的。

图源网络

黄媂·结语：

「绿色植物」创造了我们人类与动物们赖以生存的「氧气」，假如地球上的氧气被消耗殆尽的时候，地球上的环境将会和火星一样，成为一个被“温室效应”笼罩的星球，然而地球上的氧气是否会真的被消耗殆尽则取决于人类的努力程度。如果大面积的森林被乱砍滥伐，生态系统遭到破坏失去了原有的平衡，势必会造成氧气生成机制的中断，因此我们应该尽早地采取相应措施，例如多种一点植物、珍惜用水、少点燃烧、减少制造二氧化碳的活动。

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