我們每天呼吸的空氣正在發(fā)生變化——不是想象中“多了二氧化碳”,而是氧氣真的在變少。2025年4月,《科學(xué)進(jìn)步》雜志發(fā)表一項(xiàng)研究,首次量化了這個(gè)趨勢(shì):地球大氣氧氣正在以每年近10億噸的速度減少。這不是一句聳人聽聞的標(biāo)題,而是一個(gè)可能重塑地球未來的科學(xué)警報(bào)。
氧氣真的在變少嗎?是的,而且已經(jīng)持續(xù)了幾十年
氧氣濃度不是一成不變的。雖然我們習(xí)慣了大氣中氧氣約占21%的比例,但實(shí)際上,這個(gè)比例正在緩慢下降。
科學(xué)家基于南極冰芯、深海沉積物和全球氣體采樣站的數(shù)據(jù),追蹤了大氣氧氣濃度在過去60年的變化。結(jié)果顯示,自1960年代以來,大氣氧氣濃度已下降了約0.03%,換算下來,相當(dāng)于每年流失9000萬(wàn)噸到10億噸氧氣。
別看這個(gè)數(shù)字小——地球大氣中的氧氣總量約為1.2×1021克,聽起來龐大無比。但如果以這個(gè)速度持續(xù)下去,科學(xué)家預(yù)測(cè),未來的氧氣水平可能將低到無法維持目前的生態(tài)系統(tǒng)。這是一個(gè)緩慢卻不容忽視的過程。
更重要的是,這并非某種自然波動(dòng),而是正在被人類活動(dòng)悄悄推動(dòng)的“系統(tǒng)性失衡”。
為什么氧氣會(huì)減少?關(guān)鍵在于“碳循環(huán)”的不對(duì)稱
氧氣是怎么來的?簡(jiǎn)單說,它是植物光合作用的“副產(chǎn)品”。綠色植物吸收二氧化碳,釋放出氧氣,這是我們中學(xué)課本上的知識(shí)。但別忘了,氧氣產(chǎn)生和消耗,本來就處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡中。
問題是,這個(gè)平衡正在被打破。
過去百年間,化石燃料的大規(guī)模燃燒(煤炭、石油、天然氣),釋放了大量的還原性氣體(如一氧化碳、甲烷),它們?cè)诖髿庵袝?huì)與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng),“吃掉”氧氣。例如,燃燒1噸碳,會(huì)消耗大約2.67噸氧氣。
同時(shí),森林砍伐、海洋富營(yíng)養(yǎng)化、土壤退化等過程正在破壞地球的“制氧工廠”——全球森林面積自2000年以來已減少約1.19億公頃,相當(dāng)于三個(gè)德國(guó)的面積。
這就像是“入不敷出”:制氧的速度在變慢,而消耗的速度在變快,氧氣自然就越來越少。
你可能會(huì)問:那二氧化碳不是也會(huì)升高嗎?是的,但氧氣的減少是“對(duì)沖現(xiàn)象”中被忽視的另一半,而且對(duì)生物系統(tǒng)的影響更加直接。
氧氣減少有多嚴(yán)重?科學(xué)家:可能重演24億年前“氧氣滅絕事件”
這次研究的震撼之處在于,它不僅測(cè)量了氧氣減少的速度,還提出了一個(gè)令人不寒而栗的對(duì)比:如果當(dāng)前趨勢(shì)不變,地球可能在幾千年后重回24億年前的“大氧化事件”前夜。
什么是“大氧化事件”?大約24億年前,地球剛剛出現(xiàn)光合作用生物,氧氣開始積累。但在那之前,地球大氣基本不含氧,是一個(gè)富含甲烷與還原性氣體的“厭氧世界”。很多現(xiàn)代生物在那種環(huán)境下根本無法生存。
2021年,日本東北大學(xué)的行星科學(xué)團(tuán)隊(duì)曾在《自然·地球科學(xué)》上預(yù)測(cè):氧氣可能只是地球生命史中的“短暫窗口”,并非恒定存在。而2025年這篇發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)步》的研究,首次用數(shù)據(jù)驗(yàn)證了這個(gè)趨勢(shì)正在悄悄發(fā)生。
更關(guān)鍵的是,氧氣下降會(huì)引發(fā)“連鎖反應(yīng)”:臭氧層變薄、紫外線穿透力增強(qiáng)、植物光合作用效率下降、動(dòng)物代謝受阻……一旦進(jìn)入負(fù)反饋循環(huán),可能出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的劇烈生態(tài)崩塌。
說白了,不是等氧氣掉到零才危險(xiǎn),而是一旦過臨界點(diǎn),生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)“崩鏈”。
地球其他時(shí)期有沒有發(fā)生過氧氣崩塌?
這是一個(gè)“不是第一次”的地球故事。
在地質(zhì)歷史上,地球曾發(fā)生過幾次氧氣大幅波動(dòng)事件。最典型的是“奧陶-志留滅絕事件”和“二疊紀(jì)末期滅絕”,前者發(fā)生在約4.4億年前,后者在大約2.5億年前。
科學(xué)家通過巖石同位素分析發(fā)現(xiàn),這兩次滅絕事件前后,大氣氧氣濃度都出現(xiàn)了顯著下降。其中二疊紀(jì)末期,氧氣濃度從21%驟降至不到16%,導(dǎo)致90%以上的海洋生物和70%的陸地生物滅絕。
更近一點(diǎn),晚白堊世末期(約6600萬(wàn)年前,恐龍滅絕時(shí)),也曾發(fā)生短期氧氣波動(dòng),可能與大規(guī)?;鹕交顒?dòng)、隕石撞擊后形成的“煙塵遮光”有關(guān)。
這些歷史事件告訴我們:氧氣不是恒定的背景,而是生態(tài)系統(tǒng)極其敏感的變量。而現(xiàn)在,我們不僅看到了它在變動(dòng),還發(fā)現(xiàn)了人為因素參與其中。
這不是歷史重演,而是我們親手撥動(dòng)了地球的“氧氣開關(guān)”。
我們能做什么?
面對(duì)氧氣減少的趨勢(shì),科學(xué)家普遍認(rèn)同的一點(diǎn)是:減碳只是“止損”,不能解決根本問題。
真正關(guān)鍵的是——重建地球的“產(chǎn)氧系統(tǒng)”。
這包括恢復(fù)森林、保護(hù)海洋浮游植物、減少水體富營(yíng)養(yǎng)化、恢復(fù)濕地、發(fā)展有氧農(nóng)業(yè)等。
比如:一棵成年樹每年可釋放約118公斤氧氣;全球浮游植物雖然只占海洋生物量的0.2%,卻貢獻(xiàn)了約一半的大氣氧氣;而土壤有氧菌群的活躍度,直接影響碳氧循環(huán)效率。
2023年,聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署提出“大型生態(tài)恢復(fù)計(jì)劃”,目標(biāo)是在2030年前恢復(fù)3億公頃森林、改善50%以上的海洋浮游生物生境。但現(xiàn)實(shí)是,這類生態(tài)工程回報(bào)周期長(zhǎng)、見效慢,卻必須從現(xiàn)在就開始。
我們常說“碳中和”,但也許未來更重要的,是“氧平衡”。
總結(jié)
氧氣減少不是遙遠(yuǎn)的末日設(shè)想,而是正在發(fā)生的變化。我們賴以生存的這口空氣,并不永恒,也不能無限透支。
當(dāng)科學(xué)家提醒我們“氧氣正在減少”的時(shí)候,他們不是在恐嚇人類,而是在提醒我們:呼吸這件事,地球不是永遠(yuǎn)兜得住的。
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