在地球大氣中，與人類關(guān)系最為密切的莫過于氧氣了。早在19世紀(jì)，英國有一位著名的物理學(xué)家曾經(jīng)為地球上的氧氣有過這樣的擔(dān)心：“隨著工業(yè)的發(fā)達(dá)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?！边@位學(xué)者的擔(dān)心看起來似乎不無道理?？纯吹厍蛏系纳锶?，無論是60億的人口，還是無以計(jì)數(shù)的動(dòng)物，甚至包括不進(jìn)行光合作用的非綠色植物無時(shí)無刻不在吸入氧氣，呼出二氧化碳。19世紀(jì)以來，100多年來的工業(yè)化加速發(fā)展，大氣成分已發(fā)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(guī)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?cè)丝诘脑鲩L、養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展、寵物飼養(yǎng)的增多，以及人類的其他活動(dòng)的增多，共同構(gòu)成了對(duì)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(jù)測算，機(jī)動(dòng)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(xué)角度來看，地球上每增加一個(gè)二氧化碳分子意味著要鎖住兩個(gè)氧原子。 這樣下去。是不是會(huì)有那么一天，地球人的氧氣需要實(shí)行配額供應(yīng)呢?

地球上氧氣濃度有變化嗎?

從長遠(yuǎn)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(tài)存在于水或巖石中。之后，氧氣才開始出現(xiàn)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(jì)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(jì)末期，氧氣含量達(dá)到了空前絕后的35％。在那個(gè)時(shí)代，恐龍?jiān)?jīng)與其他一些體型龐大的昆蟲共同統(tǒng)治著地球，那時(shí)，一只蜻蜒的翅膀展開可達(dá)70厘米。2.5億年前，稀薄的空氣可能迫使動(dòng)物從高緯度地區(qū)撤離，聚集到低地，對(duì)地球上有史以來最大規(guī)模的物種滅絕起到了推動(dòng)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(dòng)的，并且對(duì)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(xiàn)記載，在意大利的一個(gè)城市里曾挖掘出一個(gè)密閉的大壇子。據(jù)考證，這個(gè)壇子是在1000多年前被維蘇威火山爆發(fā)的灰塵埋沒的?；瘜W(xué)家從壇中抽出空氣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)1000多年前空氣中的氧氣含量和現(xiàn)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?cè)?jīng)做過這樣的一個(gè)實(shí)驗(yàn)：采集一些植物的綠葉，浸在水里，放到陽光下，很快葉子會(huì)不斷吐出一個(gè)個(gè)小氣泡。如果用試管收集這些氣體，用一塊點(diǎn)著的火木條放進(jìn)試管里，木條會(huì)猛烈地燃燒，并放射出耀眼的光芒——這就是氧氣，因?yàn)檠鯕饽軌驇椭紵?。如果再往水里通進(jìn)二氧化碳，那么通進(jìn)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(jié)論：在陽光的作用下，植物靠著二氧化碳營養(yǎng)，排出氧氣。

原來，地球上那浩瀚的森林、草原、莊稼，隱藏著一個(gè)巨大秘密：在陽光下，植物的綠葉會(huì)吸收空氣中的二氧化碳，與從根部運(yùn)來的水分、養(yǎng)料化合變成淀粉、葡萄糖等，同時(shí)放出氧氣，這叫作光合作用。據(jù)計(jì)算，3棵大樹每天所吸收的二氧化碳，約等于一個(gè)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(fēng)吹雨打，日子久了，會(huì)風(fēng)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(xué)科學(xué)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(fēng)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(jī)物燃燒的過程中，會(huì)消耗大量氧氣以打破碳?xì)滏I來釋放能量。同時(shí)，燃燒還會(huì)產(chǎn)生帶正電荷的碳原子和帶負(fù)電荷的氧原子，形成二氧化碳。盡管這個(gè)過程會(huì)消耗空氣中的氧氣，但我們并沒有必要擔(dān)心氧氣會(huì)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。