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臭氧层:地球生命的“保护伞”

来源:科普中国网 发布时间:2024-05-06 14:11

氧气的出现是地球破天荒的一件大事,它改变了地球表面的一切:铁矿得以形成、气候发生冷热变化、地貌发生了改变,更重要的是真核细胞诞生了。其对地球环境和生命演化的影响一直延续至今。
  而臭氧层的出现,是氧气与紫外线发生化学反应的结果。从宇宙中射入的强烈紫外线与地球大气中的氧分子(O2)接触,氧分子被分解为两个氧原子(O),孤立的氧原子与其他氧分子相结合形成了O3,即臭氧。臭氧吸收紫外线,被分解为氧分子和氧原子,再次产生其他臭氧。臭氧层的形成同样对地球生命演化产生了深远的影响。如今人们都知道,臭氧层是地球生命的“保护伞”,因为它吸收了对生命有害的太阳紫外线。紫外线会破坏对于生物来说最重要的DNA。紫外线根据波长的不同分为三种类型,波长较长的“长波长紫外线”虽然会达到地面,但对生物的影响较小。波长较短的“短波长紫外线”和“中波长紫外线”能量巨大,能够到达生物的细胞内部,破坏DNA。对于只有一个DNA的单细胞生物来说,DNA被破坏就意味着死亡。对于多细胞生物来说,中波长紫外线和短波长紫外线同样是有害的。
  因此,臭氧层就像是保护地球生物的重要“宇航服”。其分量虽极少,只占大气总量的百万分之一,却不多不少,正好适宜生物生存。臭氧层形成这种微妙平衡的过程,可以说是偶然性的累加,近乎奇迹。但是,如果臭氧层出现空洞或稀薄,将使地球所有生命面临灾难。