如果地球上的氧氣突然增加一倍

圖/陳玉斐
圖/陳玉斐

【苔枝/摘自台海出版社《你的腦洞略大於整個宇宙》一書,本刊節選】

現在地球上的氧氣含量是21%。假如在另一個平行宇宙,地球上的氧氣含量瞬間翻倍,變成42%,會怎麼樣呢?

我一邊貪婪地呼吸著香甜的空氣,一邊猛踩油門。今天這車有點兒怪,家用代步車竟然開出了跑車的感覺。也是,汽車的動力來源就是燃料和氧氣的燃燒,空氣含氧量翻倍,動力直接翻倍啊!

不過,連續吸了幾十口含氧量高的空氣之後,我開始有一種飄飄欲仙的感覺:眼冒金星、臉皮發麻。這難道就是傳說中的「醉氧」嗎?等一等,那我現在算不算酒駕?

道路千萬條,安全第一條。當大家在道路上行進的時候,似乎沒有人注意到,一些微妙的事情正在發生。

人體每時每刻都在發生氧化反應。你吃的飯在肚子裡分解成葡萄糖、氨基酸等物質,這些營養物質被運輸到身體各個組織和器官,與氧氣發生反應,產生二氧化碳、水和能量,這就是氧化反應─不見明火的氧化反應。

好消息是,含氧量越高,車的動力越強,人體的新陳代謝速度也越快。壞消息是,你的新陳代謝速度變快,衰老的速度也相應加快。

在人們神清氣爽地過了很短的一段時間之後,緊隨而來的是醫院人滿為患。

不對─在人出問題之前,更早出問題的,也許是植物。

植物在白天透過光合作用,將二氧化碳和水合成糖類等有機物質,在晚上透過呼吸作用,消耗一部分有機物質,釋放能量維持自身的生命活動。光合作用的產物是氧氣,如果環境中氧氣濃度過高,會抑制光合作用,導致植物的生長發育減緩。呼吸作用消耗氧氣產生能量,如果氧氣濃度過高,呼吸作用加快,會導致植物在晚上消耗太多的有機物質。

植物是地球上天然的「能量工廠」。它們白天吸收能量(太陽能),晚上消耗能量,但吸收的能量比消耗的能量多,兩者之差就是「剩餘價值」,轉換成各種好吃的有機物質存儲在植物體內。如果植物白天吸收的能量少了,晚上消耗的能量多了,動物能榨取的「剩餘價值」也就少了。換句話說就是,你沒飯吃了。

實際上,如果氧氣含量暴增到42%,植物不僅長不好,甚至有可能無法繁衍下一代。

如果大氣中的含氧量緩慢上升,植物說不定還有逐漸適應、進化的機會。但在這個假設下,地球的氧氣含量是瞬間翻倍的。我不清楚會有多少種植物滅絕,但我敢肯定,很多植物會變成最後一代。

在這個「天下大亂」的時代,也許只有蕨類植物和昆蟲不僅不慌,反而暗自狂喜。因為在大約3億年前的石炭紀,地球大氣的含氧量達到峰值35%。當時蕨類植物統治地球,形成了大規模的森林,甚至可以長到30多米高。現在這些死去約3億年的植物被深埋在地底,在壓力和高溫下形成了煤炭。

而昆蟲也覺得,好日子又回來了。昆蟲主要是用身體上的氣孔呼吸的,吸入的空氣經過微器官到達全身。這種呼吸系統在短距離上甚至比哺乳動物的肺更有效,但如果昆蟲的體形增大,氣孔呼吸方式將不足以支撐其新陳代謝。唯一的方法是提高空氣中的含氧量。所以石炭紀的昆蟲堪稱巨大。然而在泥炭紀之後,地球氣候劇變,大氣的含氧量不斷下降,巨型昆蟲的時代從此一去不復返了。

不過,昆蟲想重新變大,也不是說變就能變的,起碼需要經過一段時間的進化。在巨型昆蟲統治地球以前,人如果要呼吸正常的空氣,還可以自備空氣罐,但其他動物和植物不可能有這種設備。想讓整個生態系統恢復正常,想讓我們賴以生存的糧食茁壯成長,全人類只能搬家,搬到一個氧氣濃度正常的地方去。

萬幸的是,這樣的地方是存在的。海拔越高,大氣壓和含氧量越低。所以在高原上,人體組織會缺氧,引起高原反應。4000米至5000米海拔的高原,含氧量差不多是海平面的一半。在氧氣翻倍的世界裡,這些地方恰恰是含氧量恢復正常的風水寶地!

地球上的高原不少,但是海拔4000米以上的高原不多,能容納上億人口的高原就更少了。

也許你會說,地球上不是氧氣太多嗎?燒掉不就行了?

放心,哪怕你不點火,地球也會幫你動手。大氣含氧量超過35%就極易自燃,地球上隨時隨地都會發生火災。在含氧量高達35%的石炭紀,一道閃電就能引發一場森林大火,這也是石炭紀含氧量無法繼續升高的原因之一。而在大氣含氧量為42%的世界裡,森林裡到處都是山火,燃燒幾個月都停不下來,煤礦、白磷礦自燃,形成一片火海。

雖然燃燒可以降低大氣的含氧量,但氧原子並沒有減少,它只是和碳原子組成了二氧化碳分子而已。不嚴謹地說,燒掉多少氧氣,就會增加多少二氧化碳。

如果二氧化碳濃度升高到10%,大氣的含氧量大概會恢復到泥盆紀的水平,地球生態圈有可能重新建立平衡。這時,天氣熱了些,陸地少了些,蟲子大了些。

但那時人類肯定沒了。空氣中含有10%的二氧化碳,所有人會中毒而亡。

有人說,會不會有極少數人通過基因突變適應了環境,他們活了下來,進化成了新人類,重建文明。

也許幾百萬年後,一個年輕的新人類上網時突發奇想,在平行宇宙版的互聯網上提問:「如果地球上的氧氣突然減少一半,會發生怎樣的變化?」

【更多精采文章請見《讀者雜誌》2024年9月號】

圖/讀者雜誌
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