如果地球上的氧氣突然增加一倍
图/陈玉斐
【苔枝/摘自台海出版社《你的脑洞略大于整个宇宙》一书,本刊节选】
现在地球上的氧气含量是21%。假如在另一个平行宇宙,地球上的氧气含量瞬间翻倍,变成42%,会怎么样呢?
我一边贪婪地呼吸着香甜的空气,一边猛踩油门。今天这车有点儿怪,家用代步车竟然开出了跑车的感觉。也是,汽车的动力来源就是燃料和氧气的燃烧,空气含氧量翻倍,动力直接翻倍啊!
不过,连续吸了几十口含氧量高的空气之后,我开始有一种飘飘欲仙的感觉:眼冒金星、脸皮发麻。这难道就是传说中的「醉氧」吗?等一等,那我现在算不算酒驾?
道路千万条,安全第一条。当大家在道路上行进的时候,似乎没有人注意到,一些微妙的事情正在发生。
人体每时每刻都在发生氧化反应。你吃的饭在肚子里分解成葡萄糖、氨基酸等物质,这些营养物质被运输到身体各个组织和器官,与氧气发生反应,产生二氧化碳、水和能量,这就是氧化反应─不见明火的氧化反应。
好消息是,含氧量越高,车的动力越强,人体的新陈代谢速度也越快。坏消息是,你的新陈代谢速度变快,衰老的速度也相应加快。
在人们神清气爽地过了很短的一段时间之后,紧随而来的是医院人满为患。
不对─在人出问题之前,更早出问题的,也许是植物。
植物在白天透过光合作用,将二氧化碳和水合成糖类等有机物质,在晚上透过呼吸作用,消耗一部分有机物质,释放能量维持自身的生命活动。光合作用的产物是氧气,如果环境中氧气浓度过高,会抑制光合作用,导致植物的生长发育减缓。呼吸作用消耗氧气产生能量,如果氧气浓度过高,呼吸作用加快,会导致植物在晚上消耗太多的有机物质。
植物是地球上天然的「能量工厂」。它们白天吸收能量(太阳能),晚上消耗能量,但吸收的能量比消耗的能量多,两者之差就是「剩余价值」,转换成各种好吃的有机物质存储在植物体内。如果植物白天吸收的能量少了,晚上消耗的能量多了,动物能榨取的「剩余价值」也就少了。换句话说就是,你没饭吃了。
实际上,如果氧气含量暴增到42%,植物不仅长不好,甚至有可能无法繁衍下一代。
如果大气中的含氧量缓慢上升,植物说不定还有逐渐适应、进化的机会。但在这个假设下,地球的氧气含量是瞬间翻倍的。我不清楚会有多少种植物灭绝,但我敢肯定,很多植物会变成最后一代。
在这个「天下大乱」的时代,也许只有蕨类植物和昆虫不仅不慌,反而暗自狂喜。因为在大约3亿年前的石炭纪,地球大气的含氧量达到峰值35%。当时蕨类植物统治地球,形成了大规模的森林,甚至可以长到30多米高。现在这些死去约3亿年的植物被深埋在地底,在压力和高温下形成了煤炭。
而昆虫也觉得,好日子又回来了。昆虫主要是用身体上的气孔呼吸的,吸入的空气经过微器官到达全身。这种呼吸系统在短距离上甚至比哺乳动物的肺更有效,但如果昆虫的体形增大,气孔呼吸方式将不足以支撑其新陈代谢。唯一的方法是提高空气中的含氧量。所以石炭纪的昆虫堪称巨大。然而在泥炭纪之后,地球气候剧变,大气的含氧量不断下降,巨型昆虫的时代从此一去不复返了。
不过,昆虫想重新变大,也不是说变就能变的,起码需要经过一段时间的进化。在巨型昆虫统治地球以前,人如果要呼吸正常的空气,还可以自备空气罐,但其他动物和植物不可能有这种设备。想让整个生态系统恢复正常,想让我们赖以生存的粮食茁壮成长,全人类只能搬家,搬到一个氧气浓度正常的地方去。
万幸的是,这样的地方是存在的。海拔越高,大气压和含氧量越低。所以在高原上,人体组织会缺氧,引起高原反应。4000米至5000米海拔的高原,含氧量差不多是海平面的一半。在氧气翻倍的世界里,这些地方恰恰是含氧量恢复正常的风水宝地!
地球上的高原不少,但是海拔4000米以上的高原不多,能容纳上亿人口的高原就更少了。
也许你会说,地球上不是氧气太多吗?烧掉不就行了?
放心,哪怕你不点火,地球也会帮你动手。大气含氧量超过35%就极易自燃,地球上随时随地都会发生火灾。在含氧量高达35%的石炭纪,一道闪电就能引发一场森林大火,这也是石炭纪含氧量无法继续升高的原因之一。而在大气含氧量为42%的世界里,森林里到处都是山火,燃烧几个月都停不下来,煤矿、白磷矿自燃,形成一片火海。
虽然燃烧可以降低大气的含氧量,但氧原子并没有减少,它只是和碳原子组成了二氧化碳分子而已。不严谨地说,烧掉多少氧气,就会增加多少二氧化碳。
如果二氧化碳浓度升高到10%,大气的含氧量大概会恢复到泥盆纪的水平,地球生态圈有可能重新建立平衡。这时,天气热了些,陆地少了些,虫子大了些。
但那时人类肯定没了。空气中含有10%的二氧化碳,所有人会中毒而亡。
有人说,会不会有极少数人通过基因突变适应了环境,他们活了下来,进化成了新人类,重建文明。
也许几百万年后,一个年轻的新人类上网时突发奇想,在平行宇宙版的互联网上提问:「如果地球上的氧气突然减少一半,会发生怎样的变化?」
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图/读者杂志