為什么地球生命進化，依賴于氧氣而不是氮氣？

地球的年夜氣由很多氣體構成，包羅氮氣、氧氣、氬氣、二氧化碳和其他幾種微量氣體，如氙氣、甲烷、氪氣、氫氣和水蒸氣。按照體積分數來算，那么78.08%的年夜氣是由氮氣組成的。顯然，氮氣是地球年夜氣中最豐碩的氣體。比擬之下，太陽系其他行星上的年夜氣當作分與我們是紛歧樣的。

另一方面，氧氣是地球生命必不成少的關頭身分之一，它是地球年夜氣中第二豐碩的氣體，其體積占年夜氣的近20.95%。若是細心想想，這是不是有點奇異？地球上的生命幾乎都進化當作順應年夜氣中第二豐碩的氣體，而不是最豐碩的氣體。這背后的原因是什么？

在回覆這個問題之前，先來領會一下氮氣。

氮氣是不變氣體

氮氣的電子式

氮氣是一種不變氣體，這意味著氮氣不會很輕易地與其他物質發生反映。這是因為一個氮氣分子中的兩個氮原子形當作了共價三鍵，這種化學鍵很是不變，很難被打斷而發生化學反映。正因為如斯，氮氣凡是被用于其他反映的庇護氣體。對于不變的氮氣，只有閃電或者是特心猿意馬的固氮細菌才可以或許打斷氮氮三鍵。

另一方面，與氮氣比擬，氧氣很是活躍，它可以介入很多生物化學過程以撐持地球上的生命。這就是為什么氧氣天然而然當作為生命的撐持者，固然它不是地球上最豐碩的氣體。不外，并非所有的地球生命都依靠于氧氣。

年夜氧化事務

幾十億年前，地球并不是此刻的樣子，至少那時年夜氣中的氣體種類與此刻比擬很紛歧樣。那時沒有蟲豸，沒有動物，甚至連植物都沒有。在那些日子里，絕年夜部門的生命都是微生物，好比細菌，它們都被限制在海洋中。在阿誰期間發展的細菌是無氧的，這意味著它們在不利用氧氣的環境下進行新陳代謝。

藍藻細菌

然而，后來發生了一次年夜爆發，地球上一切生命都改變了。地球上年夜規模呈現藍藻細菌，或者叫藍綠藻，它們把太陽光轉化為能量，并釋放氧氣。更具體地說，它們可以進行光合感化。

那時辰，地球年夜氣中沒有像今天如許擁有含量很高的氧氣。地球所擁有的一點氧氣要么與礦物質連系，要么被鎖在水分子里。跟著藍藻的年夜量滋生，地球上的氧氣供給呈指數增加。對絕年夜大都厭氧細菌來說，氧氣是有毒的，所以因為年夜氣中氧氣猛增而起頭年夜規模滅亡。這就是年夜氧化事務，發生在年夜約25億年前的泰初代末期。