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1 # 生物起源及生物形態結
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2 # 小馬哥帶你說事兒
謝邀,因為地球和太陽距離適中,有液態水,且溫度不至於過低而分子不能結合或無液態水,也不至於溫度過高而使分子運動過於活躍 有水之後,經過小行星等天外來客的撞擊,水汽化成大氣,擋住了對生命有害的宇宙射線,生命得以有屏障之後,一系列化學反應發生,氨基酸出現,它是生命的基本,之後出現低階植物,經過光合作用產生了氧氣。
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3 # 羅國希1
地球上的氧氣源自於水。化學式:H2O。兩個氫元子與一個氧元子經共價鍵結合成液態物,稱之為水。自然界存在兩大迴圈:水迴圈,碳迴圈。水迴圈將古代深藏水底的碳元素排放到大氣中再以一個碳元子與兩個氧元子經共價鍵結合成二氧化碳遊離在空氣中。
自然界一切生物都是由碳化合物構成。二氧化碳是主要成分。
一切生物都必須連續不斷地進行碳交換和氧補給才能生存。人類的體重18%是碳。
至於其它星球有沒有氧氣存在,本人無法證實。
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4 # 奇點那些事
宇宙中氧氣不少
宇宙產生後,最初只有氫原子,隨後氧原子透過氫的核聚變產生,在宇宙中分佈也較豐富。
不過氧原子太活躍了,很容易與其它原子發生反應,因而遊離氧較難存在。
地球形成之初,也是沒有氧氣的,原始大氣中有氫氣、水蒸氣、二氧化碳等。
生命讓氧氣自由化那麼離子氧是怎麼掙脫束縛,成為遊離氧的呢?這與地球生命形成有關。
在強烈的紫外線輻射下,在閃電的撮合下,水分子與二氧化碳等分子漸漸形成蛋白質。
偶然間,帶複製屬性的蛋白質更容易存在,原始生命開始形成。
又過了幾十億年,原始地球漸漸趨於平靜,一種更容易獲取能量的蛋白質結構出現了:直接獲取光能,這就是葉綠體。
葉綠體一經出現,就表現出強大的適應能力,身邊該有的都有,有能源(太Sunny),有材料(二氧化碳,水),舒舒服服就把事辦了。
這樣一來,光能經過葉綠體變成化學能,同時把二氧化碳和水中的氧氣釋放出去,數十億年的積累,地球成了富含氧氣的星球,生命也發展成了今天的模樣。
這一切有太多偶然,其它星球要想如地球一樣,除非人工干預,否則太難。
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5 # 貓先生內涵科普
氧元素在宇宙中或許並不少見,但是擁有持久的大氣層,其中富含氧氣成分的星球,在我們目前認知的宇宙中,地球的確是獨一份的。
但我們對氧氣的理解,或許有些偏差哦。
地球原本並沒有氧氣35億年前的地球,是一個年輕的地球,那是生命才剛剛起步,那個古老的年代我們現在叫做太古代。
如果你有幸能搭乘上時間機器,回到那個時代,你絕對會馬上逃離回來,因為那是候的地球,別說氧氣,連空氣都不多。在20億年時間裡,細菌是惟一的生命形式。對於複雜的生命形式,那是的地球就是一個禁區。
在生命誕生之後的頭10億年裡,藻青菌,或稱藍綠藻,學會了利用存在於水中的特別豐富的氫。它們吸進水分子,吃掉了氫,排出了氧,這個過程我們現在稱為——光合作用。隨著藻青菌的增加,我們的地球才開始充滿氧氣。
氧氣從根本上說——是有害的當這個世界開始充滿氧氣,認為氧是有毒的微生生——比比皆是。對於厭氧菌來說,氧氣是劇毒的。
我們人體的白血球殺死入侵細菌的方式,其實就是用氧來殺死它們。氧氣並不是同學們想象中那麼美好,對於能逐步進化利用氧的生物來說,可能沒什麼感覺,但是,它卻是一種可怕的東西。氧會使使黃油變質,使鐵生鏽。連我們人體本身對氧的耐受力也是有限度的。正常狀態之下,我們細胞裡的氧氣濃度,只有大氣裡的大約十分之一,一旦超過這個濃度,人體將被摧毀。
氧的益處氧有一個無可比擬的優勢,讓複雜的生物權衡利弊後,最終接受了它。氧能提高產生能量的效力,一些生物進化後接受了它,就有機會打垮與之競爭的其他生物。
舉個簡單的例子,你和我的消化系統內部,仍舊有相當數量的原始細菌群落就生活在裡面,幫助消化你的食物,但它們極度厭惡哪怕是一丁點兒的氧氣,它們就是當時被排擠掉的古老物種的殘留。
當大氣裡的氧濃度大體上達到了現在的水平之時,生命的形式就有了向複雜方向發展的動力。而氧無疑就是那個加速器。
結語碳基生命的我們,多虧了氧氣的滋養;但正是地球生命的出現,把氧氣從化合物中分離出來到大氣層中。
這彷彿一個先有雞還是先有蛋的迴圈。
別的行星上,沒有氧氣的存在,光合作用的生命形式就不復存在;而生命的缺失,氧氣也是無源之水,只能沉睡在礦石之中了。
我是貓先生,感謝閱讀。
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6 # 前程斐然
美國Carnegie研究所和Penn州立大學的科學家最近發現,地球微生物在27億2千萬年前開始適應有氧生活,這比大氣氧化早了至少3億年.這第一次證明了一個長久來的假說:地球轉變為氧氣型大氣是一個長期的過程.
結果發表在10月16日的線上《Proceeding of the National Academy of Science》上.
學界普遍相信,24億年前的地球大氣中是不含氧的.而製造氧氣的光合作用何時以及怎樣開始進化,併為大氣注入氧氣是長久以來爭論的熱點.植物,藻類,藍細菌的光合作用產生氧氣作為廢物.
第一作者Jennifer Eigenbrode說:“地球在27億年前出現淺水的,製造氧氣的光合微生物.一段時間後,它們使大氣中充滿氧氣.資料記錄了這一轉化.”
研究人員分析了化石中碳同位素的變化,他們以1.5億年為單位,檢查了西澳洲Hamersley出土的晚太古代(太古代為38億到25億年前)淺水和深水區沉澱物.自然界中的碳包括碳12和碳13.只有大約1%的碳為13——比碳12多一箇中子,這是瞭解光合有機體的關鍵.
Eigenbrode說:“光合微生物在Sunny充足的淺水區進化,它們利用光和二氧化碳製造食物.它們攝取碳12和碳13,這最終變為有機體.化石中遺留兩種碳的混合物,微生物製造食物和能量方式的改變會導致混合物的變化.”
太古代生物厭氧,所以碳13含量較低.隨著氧含量增加,生物開始適應有氧生活,結果是碳13的增加,先在淺水,然後是深水區.
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7 # 科學探索菌
為了回答這個問題,先讓我們看一下氧元素在宇宙中的丰度
18世紀俄國科學家門捷列夫發現了元素週期律,並製成了元素週期表。元素週期表中一共有118種元素,2007年人類發現了元素週期表中最後一種元素。在地球上自然存在的元素,總共有94種。
說到氧元素的分佈,先講一下元素是如何產生的?
宇宙誕生於一場大爆炸,從原始火球膨脹到如今的宇宙,元素也就是在這個過程中誕生的。原子是由質子、中子組成的原子核以及核外電子構成的。我們依據原子核中質子的數量,對原子進行分類,具有相同核內質子數的一類原子我們稱之為元素。
一般而言,事物總是從簡單向複雜變化,元素的形成也是先從質子數最少的元素開始形成。這就跟搭積木一樣,要一步一步的來。因此宇宙中最先誕生的是氫元素,氫原子由一個質子和一個電子構成,非常簡單,因此在宇宙中廣泛分佈。
在宇宙中,氫元素的丰度最高,其次是氦。氫和氦約佔宇宙間原子總數的99%,其中氫元素佔90% 、氦元素佔9% 。氧元素的丰度在宇宙中排第三,約佔0.09%。氫是形成其它元素的初始材料,恆星則是元素合成的主要工作場所。比如我們的太陽,現階段就處於氫聚變為氦這個過程。
(宇宙中元素的相對丰度)
從上圖可以看出,隨著原子序數(質子數)的增大,元素的相對丰度的整體趨勢也在逐漸降低。氧元素的丰度比碳元素多一些,矽和鐵的元素丰度差不多。像金和銀等重金屬元素在宇宙中的丰度就比較少了,物以稀為貴,價格昂貴也是理所當然的。在恆星核心處發生的核聚變反應,對元素的丰度有較大影響。比如鐵元素丰度的反常增長,就與此有關。
(不同元素在晚期恆星內部的分佈,鐵元素是恆星內部核聚變反應的終點)
地球上豐富的氧氣與生命活動有關(元素丰度圖,左為地球範圍內的丰度分佈,右為人體範圍內的丰度分佈。)
由上圖可知,在地球上氧元素的丰度最高,大約佔46%,其次是28%的矽,鐵元素僅佔6%。
氧元素雖然在地球上的丰度最高,但自然界中的氧氣含量卻不是最高的,在地球大氣中僅佔21%。氧比較活潑,易與其元素髮生反應,主要以化合物形式存在,自然界中處於遊離態的氧比較少。比如廣泛分佈在地球上的沙子,主要就是由二氧化矽構成的。此外水也是由氫和氧構成。
地球的年齡有45億年,地球上最早的生命大約出現在35億年前,在生命出現之前,地球大氣層中的的氧氣含量是極少的,主要是氮氣和二氧化碳。生命的出現對地球大氣環境的影響很大。
大約在20~25億年前,海洋中的藻類植物進化出了原始的光合作用。尤其是藍藻,它對原始大氣中氧氣含量的提高,起了至關重要的作用。地球大氣層氧氣濃度的提高,也為臭氧層的形成提供了可能,臭氧層阻礙了紫外線,生命開始從海洋向陸地進發。起初,高濃度氧氣的出現對生命是有害的,還因此造成了海洋生物大滅絕。
總結在太陽系內,就只有地球大氣層中的含氧量最高,這主要源於生命活動的影響。比如火星,火星上的氧元素含量也很高,火星大氣中二氧化碳的含量就高達95%,但火星大氣中的含氧量僅為0.15%。如果我們在火星上種植綠色植物,透過光合作用吸收二氧化碳,就可以讓火星上的含氧量增加。
由此可見,植物的光合作用對地球上的含氧量影響很大。如果沒有植物,地球大層中的二氧化碳含量會持續升高,含氧量會持續下降。別的星球因為沒有植物,故氧氣含量非常少。
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8 # 魯超
首先,氧元素是宇宙中第三多的元素。那為什麼其他星球上卻很少看到氧氣呢?
首先,恆星是等離子體,不存在氣體形態的氧,所以先排除了。
然後,我們就以太陽系為例,看看八大行星都因為什麼很少存在氧氣吧。
木星和土星是太陽系最大的兩顆行星,也是氣態行星。由於自身引力比較穩,他們基本保持了氫和氦這兩種宇宙元素,木星中氫、氦元素的含量有90%左右。
天王星和海王星較小,距離太陽也比較遠,屬於“冰巨星”,它們的氫和氦僅有約20%,除此以外還有碳、氧、氮、硫等元素。但氧元素主要以冰的形式存在,構成一個冰質核心,大氣裡仍然以氫和氦為主。
這樣就只剩下四顆類地行星了,相對於另外四巨頭,它們都距離太陽比較近。它們的大氣成分,我們主要考慮這幾方面:
1,自然散逸
最多的幾種元素中,鐵、矽、鎂的化合物主要都是固體,因此牢牢的固定在類地行星上。它們在地球上分別是地核、地幔和地殼裡除了氧以外最多的元素。
而其他元素就比較“輕浮”了,首先是最輕的氦(4),然後是甲烷(16)和氖(20),氨(17)和水(18)由於氫鍵的原因,沸點較高,因此多留了一點。
也就是說,即使把一個星球孤零零的放在那,大氣也會自動分出輕重高低,輕的就更容易散逸到太空。各種氣體散逸速度大致排序如下:
氦(4)、甲烷(16)、氖(20)、氮氣(28)、氧氣(32)、二氧化碳(44)、氨(17)、水(18)
【這裡氨和二氧化碳排序不確定,請大神指教。】
【散逸比率,純粹按照氣體計算。考慮整個星球的大氣演變還需要考慮氫鍵、反應性等。(本圖引用土豆泥,感謝!)】
2,太陽風
太陽在無時不刻向外“吹風”,其實吹的是帶電粒子,靠近的星球比較慘,大氣每天受到衝擊,較輕的元素(主要是氫、氦)就這樣被“吹”跑了。
最近的水星根本形成不了大氣。
沒有磁場的星球尤其慘,比如金星轉速太慢,形成不了磁場,太空探測器發現了一條向地球軌道延伸的彗星狀尾巴。
地球比較好,有磁場保護,平常時候大部分帶電粒子偏轉,但太陽風力過強還是會“擊穿”它,讓我們看到美麗的極光。
火星比水星大,距離太陽的距離是水星的四倍,但人們認為太陽風已經將其原有大氣的三分之一剝離,只留下了地球大氣密度的百分之一。據測定,火星大氣剝離的速度約為每秒100克。
因此,靠近太陽的四顆類地行星表面很難找到大量的氫和氦,就好像幾個被太陽風剝光氫氦衣服後,只剩下幾個石質裸核。而較遠處的類木行星受太陽風影響極小,因此還能披上厚厚的氫氦衣服。
【太陽風把類地行星上的輕元素吹走了好多……】
太陽風實質是加速了自然散逸。
說完了這兩條,我們再看看四顆類地行星的現狀:
1,水星
沒啥說的,離太陽最近,該吹的都被太陽風吹光了,只剩那麼小一點。
2,金星
沒有磁場,小分子都被太陽風吹光了,連水分子都被紫外線切割成氫氣和氧氣,然後再吹走。只剩下二氧化碳,引起了溫室效應。之所以大氣如此之厚,可以理解為氣溫失控以後,把地殼(似乎應該是金殼哦)裡的碳酸鹽都“蒸”出來二氧化碳,又加劇了溫室效應。
3,地球
不近不遠,不是嗎?該走的【氦(4)、甲烷(16)、氖(20)】走了,不該走的【氧氣(32)、二氧化碳(44)、氨(17)、水(18)】都留下來了,似乎只能用人擇原理來解釋了。
4,火星
相對於地球,引力還是稍小了點,氮氣沒留住,氧氣一部分吹走了,一部分結合成二氧化碳,一部分固化於氧化鐵表面。
說的似乎很輕巧,然而地球上出現氧氣,也是一個很艱難的過程呢。
地球自46億年前誕生,在最早的5億年內,地球如同人間地獄,表面是一片烈焰火海,是任何生命的死地。大約40億年前,地球逐漸冷卻下來,誕生了最原始的生命,又過了5億年,出現了最早的可以光合作用的微生物,證據來自澳洲沿海疊層石上的藍藻化石。
【澳洲沿海,這片海域上的疊層石距今約35億年。】
這些最早的生命不斷的排出氧氣,努力了11億年,到了距今24億年前左右,才將大氣中的氧氣成分提高。在這之前,也許是它們的數量太少,也許是地球上還有很多還原性金屬、非金屬礦物在不斷被氧化,吸收氧氣,空氣中氧氣的成分一直處於痕量。
對於地球來說,24億年前左右是一個重大的時間節點,被稱為“大氧化”,在此之前的10億年裡,地球不可謂沒有生機,有眾多的需氧型生物,也有很多厭氧型生物。氧氣成分的提升,對後者來說是致命的,因為氧氣是強氧化劑,對於需氧型生物是生命氣息,而對厭氧型生物簡直是毒氣。
到了現在,厭氧型生物只能被逼到海底、火山口等犄角旮旯的地方,而需氧型生物則不斷髮展壯大。我們是不是可以說,地球失去了另一種可能性?
【空氣中氧氣成分變化的歷史,橫軸的單位是10億年。24億年前有一個重大節點:大氧化。】
當然我們無需後悔,畢竟,現在的地球是充滿綠色生機的,是屬於我們需氧型生物的。確實,在“大氧化”之後,需氧型生物得到了大發展,多細胞生物出現,植物出現,動物出現,直到現在光輝燦爛的生物多樣性,我們還在享受著“大氧化”的蔭澤。
也許,未來,我們需要改造其他星球的時候,也需要投放一些最早的可以產生光合作用的微生物到其他星球。只是,我們能等11億年嗎?
【寒武紀物種大爆發,一定是踩在“大氧化”事件的肩膀上。】
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〔宇宙定律〕
一 、物質的電磁力{吸引力}{反推力}
物質存在電磁力,同一種物質介質相互吸引,不是同一種物質介質相互推。多的物質會把少的物質推成圓球,因為兩種物質都在推,而且同一種物質任何一點推力都一樣大。推力又稱為反推力反推力是很均勻的力。被推成球型的物質任何一點向外發出推力都一樣大,但兩種物質的反推力不一定是一樣大。又因兩種物質都在使勁推少的物質被迫成圓球。圓球是物質組成的不是空的所以有個球面稱為圓球面。圓球面所受到的反推力越往球中心力線越密承受的推力越多。因圓球面任何一點都承受來自各個方向的力必然有一條力線經過球心垂直於球心,所以從球面到球心越往中心垂直力線越密越多所受到反推力也越大。故而球心所承受的反推力最大。故而越遠離球心所承受的反推力越小越少。
只要中心有物質壓力重力的天體,它的最外層表層必須是球形(圓球),天體的球面如果變成方形……中心不但沒有物質壓力而且重力也不存在。
二、光聚焦 能量聚焦、熱能量聚焦、正負(反)能量聚焦
光與一切物質同在充滿整個物質世界。太陽、恆星、一切星系是光聚焦取得能量,只有光永遠聚焦才能永遠發光發熱。我們看到的會發光發熱的星星、星系、恆星、太陽、行星中心,行星的衛星中心、地球中心、小行星中心、慧星中心、都是光聚焦的中心。 星星、星系、恆星、太陽、行星的外面外層都有一個圓球面可以光聚焦到中心。圓球面是平凸透鏡、凹凸透鏡, 只要形成平凸透鏡、凹凸透鏡就可以光聚焦。
光聚焦……光是用不完的迴圈的。
三、對環流層{上層與下層對環流}
自轉與公轉運動的動力層,宇宙間天體的公轉自轉都是有對環流層推動帶動運動的。同一個星球自轉有對環流層推動自轉……公轉有對環流層帶動運動,自轉與公轉運動是二個環流層,二個對環流層不是在同一個中心上的。沒有大氣層或有大氣層大氣只對流不進行對環流的星球(孤獨行星、流浪行星)、行星、小行星、行星的衛星是一定不會自轉的。
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【真實的宇宙形態結構】
宇宙是時間無限空間無涯物質有限世界。空間存在著一個一個大型的物質世界它們是沒有相連被真空隔離。各個物質世界都遵循同樣的物理規律,我們生活在其中一個大型物質世界裡。
我們的大型物質世界最多最外層的物質緊緊的吸引在一起它的外型是可以任何形態。它把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的大圓球每一個大圓球都有一個圓球面及一箇中心,我們就在其中一個大圓球面裡面。這個大圓球內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的大圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心,其中一個大圓球就是我們的圓球……………………總星系。總星系有一個圓球面及一箇中心。在總星系圓球面內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的大圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心。其中一個大圓球就是我們的圓球銀河系它有一個圓球面及一箇中心。銀河系內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心,其中一個大圓球就是我們的圓球太陽系它有一個圓球面及一箇中心,太陽系內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心,其中一個就是地球系(包括月球),地球是中心它的圓球面在月球之外,地球氣態圓球面內的最多氣態物質又把月球及其他各種各樣不相混合的氣態物質反推成一個一個圓球。
這些大大小小從大到小的圓球剛剛形成光‘就聚焦在它們的中心點上使中心發光發熱,太陽、行星中心、銀河系中心、總星系中心、星系中心、恆星都是有光聚焦才發光發熱的。因光聚焦在中心點上發光發熱就會發生對流 對環流。每一箇中心點上有一組或多組對環流層,接近中心的對環流層可帶動中心轉動自轉,遠離中心的對環流層可推動天體、星系、恆星、物體、物質、行星等等繞中心公轉。月球有氣態層只有區域性的對流沒有對環流所以沒有自轉只有公轉,月球公轉是地球最外面的一組對環流層推動月球繞地球公轉的……其它行星的衛星公轉類同。靠近地殼的對環流層(有對流層與中間層組成交替環流)帶動地球自轉其他行星自轉類同。地球月球在同一個圓球面內被太陽系的對環流層推動繞太陽公轉的其他行星公轉類同。太陽系圓球面內全部行星被銀河系的對環流層推動繞銀河系中心公轉的其他恆星系公轉類同。銀河系圓球面內的恆星系被總星系的對環流層推動繞總星系中心公轉的其他星系仙女系公轉類同。總星系圓球面內的星系被更大的對環流層推動繞更大的中心公轉。就這樣以此類推外面外層到底有多少層次我不敢下決定…… 根據天文文明可能有三十六層。我們是被套在圓球內從最大的圓球一直到最小的圓球……大圓球套比它小的圓球。就這樣圓球中有圓球,我們是被幾十層的圓球套著。