上次我提问,氧气是如何积累的,得到的答案是“可能是地球形成初期强大的太阳离子风暴将水电解成氢气和氧气,氢气被太阳夺走,氧气留给地球,早晚氧气会被耗竭,绿色植物只能减慢这一过程,

　　上次我提问,氧气是如何积累的,得到的答案是“可能是地球形成初期强大的太阳离子风暴将水电解成氢气和氧气,氢气被太阳夺走,氧气留给地球,早晚氧气会被耗竭,绿色植物只能减慢这一过程,代价是更多熵产生,这是热力学第二定律的必然趋势”.理由如下：1、太阳早期光度比现在暗弱30%,远没有现在“狂暴”；2、地球早期自转速度比现在快,产生的磁场更强,能够更好的保护大气层；3、地球形成之后数十亿年,直到寒武纪才开始有游离态的氧气积累,说明氧气积累经历了一个相当漫长的过程,也说明地球形成之初拥有大量还原性物质,会消耗大量氧气；4、地球源源不断的接受太阳辐射,不是一个封闭系统,热力学第二定律对地球不适用.增加熵也是增加太阳的熵.

　　我现在将问题重复一下,

　　到现在为止,我所看到的所有教科书和科普书籍都说,氧气是绿色植物通过光合作用逐渐积累而来的.光合作用产生氧气,这当然没问题,但是,能够积累氧气吗?

　　放眼一棵树的生命历程,它在生长过程中的确会吸收二氧化碳,释放出氧气,但是,当它死后,体内的所有碳元素都将释放,同时消耗掉它所释放的氧气.这基本上就是一个逆向的过程.整个生态系统就更是如此了.有生产者释放氧气,有消费者吸收氧气,基本上处于一种平衡状态,所以氧气才会维持在21%的水平.地球形成之初,大气中是不含氧气的,反倒是富含大量还原性的物质,如甲烷,氨气,一氧化碳等.光合作用产生多少氧气,就要产生对应的有机物,这些有机物反过来又要将光合作用产生的氧气消耗掉,氧气根本不可能积累.

　　有朋友说,不是所有有机物都被氧化,很多不是变成化石能源了么,同时,生物体本身也是一个碳库.但这依然说不通.原因有两点,其一,地球表面的大气压是76厘米汞柱,地表总面积约5.1亿平方千米,很容易计算出,地球上的空气总量为5000万亿吨,其中氧气1000万亿吨.地球上生物体的总含碳量为7000亿吨,化石能源的总含碳量约6.3万亿吨,合计约7万亿吨.假定上述所有炭全部氧化,也仅需20万亿吨氧气,换个角度说,固定这些碳,仅能释放出20万亿吨氧气,与大气中氧气总量相比微乎其微,更何况地球形成之初,大气中是富含大量还原性的物质,如甲烷,氨气,一氧化碳等,这些都是消耗了大量的氧气才被氧化的.其二,化石能源最主要的构成是煤炭.最早形成的煤炭是二叠纪,氧气含量远比现在高,这岂不就构成了一个悖论,越多的碳被固定,氧气的含量就越少?

　　因此,地球上的氧气不可能是绿色植物通过光合作用积累的.但是,有一些非绿色微生物,可以通过光合作用,释放出氢气；紫外线,闪电等也可以分解水分子,释放出氢气.地球太小,氢气在大气中不能稳定存在,很容易逃逸到太空中,由此,氧气才会被积累.由于这种光合作用效率低,竞争不过绿色植物,正逐步被淘汰,同时,地质运动会将地壳深处的还原性物质带到地表消耗氧气,所以现在的氧气含量较之石炭纪有明显下降.还有一个更根本的原因就是,地球形成之初,氧元素的含量远大于碳元素的含量,否则,地表将充满各种烷烃,任何理化作用和生物作用都不可能让大气充满氧气.