得到－科學－大氣層曾經被細菌吃掉一半？

文章出處：大氣層曾經被細菌吃掉一半？

簡單說：
(1)大氣層的厚度會變化
(2)太古前的氮氣，被細菌吃掉，變成氮，固化放入土層
(3)光合作用生物，產生氧氣，氧化土壤，釋放氮氣，恢復原來濃度


我們知道，地球上之所以生命，在很大程度上都要感謝大氣層，
因為如果沒有大氣層，地球就會像月球一樣晝夜溫差要兩三百度。
這些組成大氣層的氣體，主要都來自地球內部劇烈的地質活動。
但自從幾十億年前，地殼運動慢慢穩定了下來，
基本上就沒有什麼地質活動能大量釋放氣體了。
所以從理論上來說，咱們地球現在的大氣層，
都是幾十億年前形成的，一直沒什麼大的變化。

不過，最近果殼網發表了一篇文章說，
這個理論是不成立的，根據華盛頓大學教授索姆的研究，
地球的大氣層曾經經歷過一個“超薄”的時期，
那個時候大氣層的厚度還不到今天的一半。為什麼會這樣呢？
科學家研究發現，之所以大氣層變薄，是因為被細菌吃掉了。
過去很久之後，細菌又把吃掉的大氣一點一點給吐了出來，
這才又恢復了大氣層原有的厚度。這是怎麼回事呢？


首先就有一個疑問，幾十億年前的事，科學家是怎麼發現大氣層有過超薄時期呢？
原來，科學家在澳大利亞發現了一塊30億年前的熔岩，
在熔岩的表面上有一些已經被沉澱物填充的小氣泡，這些小氣泡正是研究的突破口。
我們先來看這些小氣泡是怎麼形成的，
因為熔岩本身，是由各種複雜成分構成的液體，這些成分中也有氣體物質，
當熔岩噴發之後，這些熔岩中的氣體就會跑出來，但是熔岩的黏度很大，
有些氣體沒來得及跑出來，熔岩就凝固了。
這些氣體也就被凝固在熔岩中，變成小氣泡。而泡泡的大小是什麼決定的呢？
是氣壓決定的，氣壓大泡泡就小，反過來氣壓小泡泡就大。
所以只要觀察這塊30億年前熔岩中的氣泡，就能計算出當年氣壓的大小，
計算的結果是，30億年前的大氣壓還不到今天的一半。
這也就證明了，地球的大氣層不是一直不變的。

這時候就有第二個疑問了，丟掉的那一半大氣層哪去了？
中學化學課上我們學過，在我們呼吸的空氣裡，
氮氣佔了幾乎80%，氧氣差不多20%，剩下的1%才是二氧化碳之類的雜質。
既然氮氣佔的比例是絕對大頭，
那30億年前，大氣層減少了一半，也肯定主要減少的是氮氣。
那氮氣是怎麼減少的呢？在太古時期的細菌，它們呼吸的是氮氣而不是氧氣。
當時的大氣層，含氧量遠不如今天。
太古細菌呼吸完了排出的氮，很難被氧化成氮氣回到大氣層中。
既然上不了天，那就下地唄，這些被細菌吃掉又排出去的氮，就都滲入到了岩石圈裡。
就這樣，細菌一點一點的把大氣層中的氮氣搬運到了岩石層中，於是大氣層越來越薄。

那現在的大氣層是怎麼變回原來厚度的呢？
因為地球生物不都是呼吸氮氣的，
也有相當一部分事呼吸氧氣的，比如說海藻，它是可以進行光合作用的生物，
這些會光合作用的生物，又開始把大量氧氣排放到外界，
最後讓大氣層中的氧含量增高，氧含量高了，就可以氧化地表上的一切東西，

比如被固化到岩石中的氮，被氧化以後就變成了氮氣，回到空氣中。
就這樣，這些吸氧生物又把被封印在岩石圈裡的氮氣一點一點搬運回大氣層，
直到大氣層又變回原來的厚度，這才有了後來的生物大繁榮。

所以，別小看低到塵埃里的細菌，
一定程度上，它可曾經直接決定過地球生物的演化史呢。


本文源自：果殼網（被奪走的大氣：你的每一口呼吸，都如此奢侈）
稿：一顆得意的荷包蛋
來源:得到