除了人类,还有其他生物影响过全球环境吗

除了人类外,对全球环境影响最大的恐怕要算植物和那些很不起眼的藻类了。

今天的大气层中氧气含量很高,达20.94%,二氧化碳含量很少,只占0.03%。地球最早期的大气层却完全不是这样的,当时地球大气层的成分主要是氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氨等,与太阳系其他星球的大气层以及地球火山喷发出的气体成分较相近。这种大气对今天的动物来说是有毒的,但是却适合某些细菌和蓝细菌的生长与繁衍。

早期地球缺乏氧气,火山活动却放出大量毒气

蓝细菌体内有叶绿素,可吸收大气层中的二氧化碳,在阳光的参与下进行光合作用,从而制造有机物和释放氧气。蓝细菌个体虽小,只有用显微镜才能见到,但它繁殖很快,即1个变2个、2个变4个、4个变8个地增多,20分钟就繁殖一代,所以其数量相当惊人。蓝细菌(以后还有藻类)释放的氧气使大气层中的氧气逐渐增加。氧气与一氧化碳相结合形成二氧化碳,从而使大气层中的一氧化碳逐渐减少;氧气还可与氢气结合而形成水,从而逐渐增加地球上的水的量;氧气与甲烷结合而形成二氧化碳和水,与氨结合而形成氮气和水。因为氧气消耗量很大,所以在地球早期大气层中氧气的量增加比较缓慢,到30亿年前还只及现在地球上游离氧水平的0.1%,20亿年前这个数字才增加到1%,10亿年前则增加到10%。与此相反,大气层中的氢气、一氧化碳、氨、甲烷却在不断地减少,从而大气层的成分越来越接近现在的水平。

现生的蓝细菌(念珠藻属)

氧气的增多,使得高空形成了臭氧层。当大气层中氧的含量达到现在大气层中氧含量的1%时,氧气就可以出现在10~50千米的高空大气层中,特别是在离地表25千米的高空。这些高空中的游离氧在太阳高能粒子流和宇宙线等的作用下形成臭氧层。臭氧层对太阳的紫外线、宇宙线等都会起屏障作用,从而保护地面的生物免受其害。臭氧层的出现,使海洋中的大量藻类可以升到海洋表面繁衍和生长,从而释放更多的氧气。

植物和微生物会改变海水的成分。在19亿年前,海水中溶有大量的二价铁,当海水中的氧含量大增时,这些铁就被氧化为不溶于水的红色的三价铁,所以这时许多地方海水沉积物中的砂岩因含有少量的氧化铁而呈红色。当氧化铁的含量更高时,就会形成巨大的沉积铁矿,如中国东北就形成了巨大的鞍山铁矿。在澳大利亚、巴西也有这时期形成的大铁矿。氧含量的增加也使水中的二氧化碳含量增高,使海水含有较高的碳酸氢根,从而使其中的碳酸镁、碳酸钙能够沉淀下来,最终形成大量的白云岩和一些灰岩。26亿~5.4亿年前的海水中也含有较多的可溶性磷元素,它们在海水中微生物的作用下形成了巨大的不溶于水的沉积磷矿,如中国贵州和湖北都发现了巨大的沉积磷矿。

植物还使大地披上绿装,从而改善了气候环境。地球的陆地面积在4.43亿年前开始的志留纪时迅速增加。但当时的陆地光秃秃的,什么植物也没有,更不可能有动物。到了4.3亿年前的早志留世晚期,原始的裸蕨类(有假根、茎,根和叶尚未分化出来)植物开始登陆,并逐渐占领了陆地,接着动物也开始往陆地发展,从而使陆地逐渐变得欣欣向荣。尤其到石炭纪,由于气候潮湿,大多数陆地都被森林所覆盖,成为地质历史上植物覆盖最广、含氧量最高的时期。由此可见,植物对全球环境的影响有多大。

微博士:海洋中的微生物

海洋中有很多直径小于2 微米的微生物,其中包括能够进行光合作用的细菌,它们在氧气含量很少的开放性海洋中可以成为放出氧气、吸收二氧化碳和制造有机物的主力军。在热带、亚热带营养比较乏的海域,直径仅0.4 ~ 0.8 微米的原绿球菌经光合作用所产生的能量可占其总生产量的90%以上。

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