Oxy trên Trái Đất đến từ đâu?
Trái Đất đã được sinh ra trong 4,6 tỷ năm. Sau vụ nổ Big Bang, Trái Đất ban đầu được hình thành thành một "quả cầu lửa lớn" liên tục bị thiêu đốt, sau 1,1 tỷ năm nguội đi, sự sống trên Trái Đất bắt đầu dần dần được sinh ra, khí quyển cũng bước đầu được hình thành.
Khi khí quyển mới hình thành, thành phần của nó không có oxy, khí quyển ban đầu chứa đầy các khí như amoniac và metan, oxy trong khí quyển được sinh ra sau đó chủ yếu đến từ hai phương diện, một là thực vật tham gia quang hợp và hai là sự tham gia của phi sinh học trong quá trình quang phân nước.
Hiện nay, chúng ta đều biết rằng hàm lượng oxy trong không khí chiếm khoảng 21% và hàm lượng oxy rất quan trọng đối với con người hoặc các sinh vật khác. Trong môi trường thiếu oxy, con người thậm chí không thể thở bình thường.
Vậy điều gì sẽ xảy ra nếu lượng oxy trên Trái Đất đột ngột tăng gấp đôi - khoảng 40% oxy trong không khí?
Con người sẽ cảm thấy như thế nào với các mức hàm lượng oxy trong không khí khác nhau?
Khi hàm lượng oxy từ 0% đến 10%, con người sẽ cảm thấy khó thở, lượng oxy trong máu liên tục giảm xuống, dần dần mất đi sự minh mẫn, lú lẫn và cuối cùng là tử vong do thiếu oxy.
Khi hàm lượng oxy từ 10% đến 16%, con người cũng sẽ cảm thấy khó thở, tức ngực, thậm chí ngừng tim.
Khi hàm lượng oxy ở mức 15% đén 19%, con người sẽ cảm thấy hoa mắt, chóng mặt, khó tập trung làm việc và học tập.
Khi hàm lượng oxy từ 19% đến 24%, nó thuộc về nồng độ oxy trong không khí bình thường và con người có thể sống, học tập, tập thể dục và nghỉ ngơi bình thường.
Khi hàm lượng oxy từ 24% đến 31%, môi trường ở nồng độ giàu oxy, đây cũng là môi trường thích hợp nhất để con người sinh sống. Con người sẽ cảm thấy đầu óc tỉnh táo, tràn đầy năng lượng và giấc ngủ sẽ được cải thiện.
Khi hàm lượng oxy từ 31% đến 52%, lúc này môi trường có nồng độ oxy cao sẽ khiến quá trình lão hóa diễn ra nhanh hơn, tuổi thọ bị rút ngắn, cơ thể dễ mắc các loại bệnh như viêm phổi, bệnh võng mạc do oxy.
Khi hàm lượng oxy từ 52% đến 90%, con người sẽ cảm thấy bồn chồn, trong thời gian ngắn sẽ dần dần thích ứng, nhưng cuối cùng sẽ bị ngộ độc oxy và chết vì suy hô hấp.
Khi hàm lượng oxy từ 90% đến 100%, tốc độ oxy hóa đạt nhanh nhất và con người sẽ mất mạng ngay lập tức.
Nếu hàm lượng oxy trên Trái Đất chỉ tăng gấp đôi, thì trong môi trường nồng độ oxy sẽ tương ứng với hàm lượng oxy từ 31% đến 52%, mặc dù cơ thể con người có thể thích ứng chậm nhưng những tổn thương khó lường theo thời gian chắc chắn sẽ xuất hiện.
Trái Đất từng trải qua một môi trường oxy cao
Trên thực tế, Trái Đất từng có môi trường siêu oxy với hàm lượng siêu oxy là 40%.
Hơn 300 triệu năm trước là vào cuối kỷ Than đá, môi trường Trái Đất lúc bấy giờ rất khác với môi trường Trái Đất ngày nay, 5 châu lục về cơ bản đều liên kết với nhau tạo thành một lục địa khổng lồ, được các nhà khoa học gọi là Pangea.
Sự xuất hiện của lignin đã sinh ra một số lượng lớn thực vật có mạch cao chót vót, và cây đại thụ thực sự đã ra đời, cây lá kim cũng bao phủ khắp mặt đất, do quá trình quang hợp, thực vật hấp thụ khí cacbonic và thải ra khí oxy, dẫn đến không khí trên Trái Đất chứa đầy oxy - hàm lượng oxy cao tới 45% vào thời điểm đó, chính xác là gấp đôi so với ngày nay.
Nồng độ oxy quá cao đã sinh ra những loài côn trùng và lưỡng cư khổng lồ
Những "chúa tể" trên đất liền của kỷ Than đá muộn không phải khủng long, thay vào đó là những côn trùng và động vật lưỡng cư khổng lồ, hàm lượng oxy trong Kỷ Than đá rất cao, cũng thúc đẩy sự tiến hóa của côn trùng.
Mặc dù trứng của động vật lưỡng cư không được bao phủ bởi lớp vỏ cứng và thỉnh thoảng chúng phải trở lại nước để ngâm da, nhưng động vật lưỡng cư cũng đã tiến hóa với kích thước lớn vì chúng không có đối thủ cạnh tranh.
Chiều dài cơ thể của chuồn chuồn mà chúng ta có thể thấy ngày nay chỉ là 5 hoặc 6 cm, trong khi chiều dài cơ thể của chuồn chuồn thời đó có thể đạt tới 20 cm và sải cánh của chúng có thể đạt tới khoảng một mét, lớn hơn chuồn chuồn hiện đại hàng chục lần.
Chuồn chuồn khổng lồ cũng theo đó mà sở hữu kỹ năng bay siêu phàm, có thể di chuyển nhanh chóng và nhạy bén giữa các thân cây, tốc độ bay có thể đạt gần 65 km/h, có thể nói nó là chúa tể thực sự trong rừng.
Thảm họa đến từ hạm lượng oxy quá cao
Những cánh rừng lá kim tươi tốt đã dần hình thành những lớp than dày tới hàng chục mét qua quá trình tích tụ trầm tích theo thời gian, lớp than này hầu như có khắp nơi trên thế giới và gây cháy bề mặt và cháy than ngầm.
Môi trường oxy cao có đặc tính hỗ trợ quá trình cháy, điều này cũng đẩy nhanh tốc độ lan rộng của ngọn lửa, trong vòng vài tháng ngọn lửa đã lan ra 2.000 km và không con vật nào có thể trốn thoát khỏi khu rừng đang cháy.
Hơn nửa thế kỷ sau, ngọn lửa vẫn đang cháy, và một nửa diện tích Trái Đất đã bị ngọn lửa cuồng nộ thiêu rụi, dưới ngọn lửa, nhiều sinh vật đã tuyệt chủng. Đồng thời, quá trình đốt cháy cũng tạo ra một lượng lớn khí độc hại, làm tăng nhiệt độ trung bình lúc bấy giờ lên gần 6 độ C, trứng của nhiều loài lưỡng cư và bò sát không nở được, dẫn đến sự tuyệt chủng của chúng.
Các khí độc hại đã làm tăng thêm nhiệt độ toàn cầu. Hơn 1 thế kỷ sau khi đám cháy bùng phát, nhiệt độ trung bình đã lên tới 32 độ C. Ngay cả sau hơn 1.500 năm, các khí độc hại do đám cháy tạo ra vẫn đang bay hơi.
Khói bụi dày đặc che khuất ánh Mặt Trời, gần một nửa mặt đất không thể nhìn thấy ánh sáng Mặt Trời, điều này cũng khiến một lượng lớn thực vật quang hợp và sinh vật có chức năng hô hấp kém bị chết.
Do đó, nếu hàm lượng oxy trên Trái Đất đột nhiên tăng gấp đôi, hành tinh của chúng ta có thể lại bước vào "thời đại khổng lồ" của các loài côn trùng, lưỡng cư, nhưng con người sẽ mắc các bệnh do tiếp xúc lâu dài với môi trường có hàm lượng oxy cao, thực vật sẽ phát triển nhanh chóng, cuối cùng, vẫn sẽ dẫn đến hỏa hoạn toàn cầu và gây ra sự tuyệt chủng đối với nhiều loài sinh vật.
CÙNG CHUYÊN MỤC
