作者：廖永巖 編輯：探礦者 雖然太陽(yáng)風(fēng)在逐漸增強(qiáng)，但由于現(xiàn)地球表面已是強(qiáng)氧化性環(huán)境，能受太陽(yáng)風(fēng)強(qiáng)烈作用的氫已相當(dāng)少，就算因冰川作用而造成地磁場(chǎng)的消失或反轉(zhuǎn)，因太陽(yáng)風(fēng)而失去氫等還原性氣體的可能性不大。氧氣的分子量達(dá)32以上，就算一段時(shí)間地磁場(chǎng)完全消失，就目前地球的引力來(lái)說(shuō)，因太陽(yáng)風(fēng)作用大量失氧的可能性也不大。因?yàn)闆]有物質(zhì)的出和入的變化，所以，地球失去氧化性物質(zhì)或還原性物質(zhì)的可能性不大，就地球整體（包括固體地球、水圈、生物圈、大氣圈等）來(lái)說(shuō)，將來(lái)會(huì)保持氧化-還原性不變。 因?yàn)閺慕窈?，地球的去氣作用減弱，但仍有一定的去氣作用，只要地球還沒有完全固化，還有去氣作用的話，地殼內(nèi)部的還原性物質(zhì)仍將繼續(xù)排出，所以，地殼以內(nèi)的還原性將不斷減弱，氧化性將不斷增強(qiáng)。 雖然目前，人類大量開采煤、石油、天然氣等化石燃料，并將其燃燒氧化成二氧化碳和水，但能被人類開采利用的煤、石油和天然氣，僅是沉積礦物有機(jī)物中的很小一部分，不足沉積礦物有機(jī)物的1%(Falkowski et al, 2000)，所以，大量的礦物有機(jī)物仍將不斷沉積而埋入地殼中。這樣，地殼的氧化性將減弱，還原性將增強(qiáng)。 由于大量還原性礦物有機(jī)物被逐漸埋入地殼中，強(qiáng)氧化性的氧氣留在了地表大氣中。在地球沒有完全固化之前，由于冰川造成的火山噴發(fā)和地震，地殼內(nèi)具有強(qiáng)還原性的物質(zhì)將不斷排出地表。若這些經(jīng)火山噴發(fā)和地震排出地表的還原性物質(zhì)的還原性，能中和植物光合作用產(chǎn)生的氧氣的氧化性，理論上地表的氧化-還原性將不會(huì)變化。但是，地球大氣中氧氣的演化歷史也告訴我們，原始地球本沒有氧氣，地球大氣中的氧氣的確在不斷增加（Schlesinger, 1997）。所以，由于大量的還原性的礦物有機(jī)物被埋入地殼中，將造成了大氣中氧化性的氧氣的不斷積累。而且，隨著地球熱量的不斷散失，地球?qū)⒉粩喙袒?，地球的去氣作用將逐漸減弱。在地球去氣作用減弱及礦物有機(jī)物的不斷埋藏的共同作用下，大氣中的氧氣量將會(huì)不斷增加。地表的氧化性將不斷增強(qiáng)，還原性將不斷減弱。 大氣中氧氣濃度逐漸增大，氧化性不斷增強(qiáng)的后果是：由于氧氣濃度太高，大氣成為富氧大氣，在富氧大氣里，生物（特別是植物）的著火點(diǎn)降低，大量的植物被燒掉，通過(guò)燃燒大量的植物，降低植物的光合作用；植物的光合作用減弱，植物的總生物量將降低。由于植物總量的降低，動(dòng)物和微生物這些直接或間接以植物為食物的生物量也將相應(yīng)地降低。由于地表總生物量的降低，高含氧引發(fā)的大火就通過(guò)降低植物的光合作用降低了礦物有機(jī)物的沉積量。通過(guò)礦物有機(jī)物沉積量的降低，降低大氣中氧氣的濃度。 通過(guò)大火燒掉植物，降低植物的光合作用，最終降低地表的生物量，雖然可以緩解氧氣濃度的進(jìn)一步上升，使地表的氧化性暫時(shí)維持在一定水平，但它不可能完全阻止氧氣濃度的進(jìn)一步升高。隨著地球熱量的散失，地球不斷固化，地球的去氣作用逐漸減弱最終停止。地殼內(nèi)不會(huì)再補(bǔ)充還原性物質(zhì)于地表，雖然氧氣濃度太高引發(fā)的大火使大量植物消亡，減弱植物的光合作用，從而減少整個(gè)地表的生物量。使礦物有機(jī)物沉積減弱，可以適當(dāng)減慢氧氣濃度的升高，減緩地表氧化性的增強(qiáng)。但只要地球上還有植物存在，它仍將繼續(xù)進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物。只要地球上仍有生物，礦物有機(jī)物仍將沉積并被埋入地殼中。地球表面的氧氣濃度仍會(huì)繼續(xù)增加，地表的氧化性仍將繼續(xù)增強(qiáng)。直至最后，要么地表的氧氣濃度太高，氧化性太強(qiáng)，所有的植物都被燒光，植物的光合作用停止，不會(huì)再產(chǎn)生氧氣，也不會(huì)再有礦物有機(jī)物的沉積，地球表面的氧氣濃度達(dá)最大值，氧化性達(dá)最大值。要么由于地球完全固化，停止去氣作用，地球上的二氧化碳被植物的光合作用用光，地球的溫室效應(yīng)已相當(dāng)弱，整個(gè)地球因溫室效應(yīng)太弱而全球冰凍，地球成為一個(gè)大冰球，植物因二氧化碳缺乏不能進(jìn)行光合作用而死亡或因全球冰凍而死亡，植物的光合作用停止，不會(huì)再產(chǎn)生氧氣，地球表面的氧氣濃度達(dá)最大值，氧化性達(dá)最大值。 總之，只有當(dāng)?shù)厍蛏系闹参锿耆劳觯辉龠M(jìn)行光合作用，地球也不會(huì)再有礦物有機(jī)物的沉積而埋入地殼，地球表面的氧氣才會(huì)不再升高。這樣，若地球及周圍的條件不變的話，地球的氧化還原性將維持一定的衡定。 到此，我們討論完了第三章 地球的去氣作用和地球演化過(guò)程中的化學(xué)平衡，下面，我們將繼續(xù)討論第四章 生物對(duì)冰川的作用及太陽(yáng)系的生命。我們先來(lái)看看第一節(jié) 生物演化對(duì)冰川的作用。那么，冰川是怎么形成的？溫室效應(yīng)和冰川有什么關(guān)系？地球上的生物具有怎樣的演化過(guò)程？且聽下回分解。 參考文獻(xiàn)： Falkowski P et al. The global carbon cycle: A test of our knowledge of earth as a system. Science. 2000, 290: 291-296 Schlesinger W. H. Biogeochemistry; an analysis of global change (2nd edition). San Diego: Academic Press. 1997. 1-588 （注：本“地球科學(xué)原理”系列，是根據(jù)廖永巖著，海洋出版社（2007年5月）出版的《地球科學(xué)原理》一書改編而來(lái)，轉(zhuǎn)載者請(qǐng)署明出處，請(qǐng)不要用于商業(yè)用途） | 
