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3 哪来的氧气

时空记录

地点:未来学院火星研究基地

天气:阵雨 16℃

开启课堂

听高博士介绍完植物的光合作用后,小凯和胖球走出训练营来到了户外,小雨已经停了,空气经过小雨的洗涤显得尤为清新,小凯不由得深深吸了一口,他对胖球说道:“好舒服啊,你也来享受一下吧。”

“我们机器人和你们人类不一样哦,你们生存依靠的是呼吸氧气,我们只要有电能就可以生存”胖球嘟囔着说道。

“小凯,那我考考你,地球上的氧气是从哪里来的?地球刚诞生的时候有氧气吗?”胖球看着小凯有点想要为难他。听了胖球的追问,小凯不禁得意地笑了起来:“这个可难不倒我,我们科学葛老师在课堂上说过,一开始的时候,地球上是没有氧气的,随着地球的演化一共经历了原始大气、次生大气和现在大气三代。”

“其中,原始大气的形成与星系的形成密切相关。超新星的每一次爆炸,都进一步使星系内增加更多的较重元素,使星际空间内既有大量气体(以氢、氦为主),又有固体微粒。同时,频繁的火山喷发所产生的气体成分和现代不同,以甲烷和氢为主,尚有一定量的氨和水,所以在次生大气中同样没有氧。

慢慢地,太阳紫外线辐射能穿透上层大气到达低空,把水汽分解为氢、氧两种元素。当一部分氢逸出大气后,多余的氧就留存在大气中,这时候地球的大气中才有了氧气,也就有了现代大气。”

胖球眨了眨大眼睛,敬佩地对小凯说:“你真厉害,回答的太棒啦!”

小凯没有理会胖球,若有所思地继续说道:“其实,现在的火星与地球一样,周围也笼罩着大气层,只不过火星大气层的主要成分是二氧化碳,其次是氮、氩以及少量的甲烷,和地球的次生大气时代比较类似呢。”

胖球也来了兴趣:“如果我们利用植物的光合作用,在火星上种植大量的地球植物,从而产生氧气,是不是就可以形成和地球一样的现代大气成分呢?”

“也许吧,但是也要综合考虑多种因素,譬如火星的土壤、温度等等”,小凯抬头望向天空,似乎想要看穿一切,但他知道未来还充满着许多挑战。

科学情报

知识要点

氧气是人类生存的必备条件,大气中氧气的含量约占21%,而且大气成分的形成也经过了几十亿年的演化。

小常识

火星生命证据

火星是否有生命存在,一直是科学家想解答的重要问题,其中甲烷被不只一次发现存在于火星表面及大气层,这被当成是火星上有生物的重要证据。

科学家根据化学知识认为,如果火星上有甲烷存在,这些甲烷不能产生很久,最多也不过是在几百年前形成。因此,这里必然有一个能够不断向火星大气提供甲烷的“源泉”,从而证实火星有生命的观点。这个“源泉”有三种可能:一是外来的小行星或彗星等碰撞火星带来甲烷;二是火星火山爆发喷出的;三是火星上微生物制造出来的。

实验基地

探究一:蜡烛的燃烧

实验准备

一支蜡烛、一只平口水杯、打火机、一张白色A4 纸。

实验内容

将蜡烛竖放在桌面上,用打火机将其点燃,在火焰上方20 厘米处放置白色A4 纸,观察其表面变化。然后用平口水杯扣住蜡烛,观察其燃烧状态。

探究二:水中氧气工厂

准备材料

池塘里的水生植物、一个干净的广口玻璃瓶、水。

步骤

①在玻璃瓶中装适量自来水,等待1 小时左右,直到水温和室温一致。

②把水生植物放进玻璃瓶。

③把玻璃瓶放在阳光充足的地方。

观察现象

1-2天后,水里出现了一些小气泡。

解释: 植物在光的作用下通过叶绿素将二氧化碳和水转化为有机物和氧气,这叫作“光合作用”。水生植物在水中进行光合作用,它们吸收了溶解在水里的二氧化碳后,再把氧气释放到水里。看到水里冒出氧气气泡时,你就知道水里的植物在进行光合作用。 ctqdAG3YPBJtia7hPsKXWoy+ZttJJ/vwfbwOjhGX9bpCC8ci+0GfqJoO7qE4ij6t

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