空气中氧气约占21%。地球大气层的初始状态是没有氧气的。最初的地球大气层是还原性的,含有甲烷、氨等气体。大气中氧气的产生主要归因于两种过程,一种是非生物因素参与的水的光解,另一种则是生物参与的光合作用。
在地球早期,光解作用发生在紫外线辐射下,将水分解为氧气和氢气。然而,氢气由于轻质容易逃逸至太空,而氧气则相对重,留在大气中。随着时间推移,光合作用的出现极大地增加了大气中的氧气含量。植物通过光合作用吸收二氧化碳和水,释放氧气。这种生物过程极大地改变了地球大气的组成,最终使得氧气成为大气层中的主要成分之一。
值得注意的是,虽然氧气对生物至关重要,但其高含量也带来了一些挑战。例如,高浓度的氧气可以加剧火灾风险,并且对一些金属造成腐蚀。此外,氧气的高浓度还使得地球表面的氧化作用更为剧烈。
因此,地球大气中的氧气含量虽仅为21%,却在维持地球生命支持系统中扮演着极其重要的角色。这一比例的形成是一个漫长而复杂的过程,体现了地球环境演变的奇妙之处。