改变大气的需要

总而言之，米勒的实验似乎也验证了奥帕林的假设：一个无氧的大气层使得早期的生命基础得以自发形成。此外，米勒还发现，如果我们在最初的气体混合物当中加入氧气（O₂），那么在实验结束之后，我们将不会发现任何氨基酸。这也就是说，最初形成的那些氨基酸分子可能分分钟就被氧化现象破坏了。因此，与我们最初的设想大相径庭的是，大气中氧气的存在并不是生命出现的必要条件，而是恰恰相反！

但是，事实上，“地球最初的原始大气中完全不含一丝氧气”这样的假设真的靠谱吗？如果真的是这样，那么我们现在的大气中为什么会含有将近21%的氧气呢？到目前为止，我们还不能确定地球原始大气层包含的成分，但是我们已经知道奥帕林的猜想是正确的，最初的原始大气中并不包含氧气。因为，确切地说，正是生命的出现，才让地球的大气层变得富含氧气！

没错，地球上最初出现的单细胞生物很有可能是通过攫取四周的碳来生存的。一直到27亿年前，一种新型的细胞——蓝藻出现了，它们开始用另一种方式来获取能量，即光合作用。

光合作用是植物通过吸收光、捕获二氧化碳（CO₂）并且释放出氧气的一种现象（但并不是只有植物会进行光合作用）。通过蓝藻的大量繁殖，到了24亿年以前，大气中的氧气含量已经达到了一个巨大的比例，也就是……0.1%。这看似很可笑，可是就是这样微小的数量却足够导致我们的星球发生翻天覆地的变化。除了蓝藻，很多其他的生命体都因为氧化现象而消失了，而另一方面，大气中的一部分甲烷转化为二氧化碳。但是，因为比起二氧化碳，甲烷能够引起更强大的温室效应，所以大气中甲烷的消失触发了地球上很长一段时间的冰期。正因为如此，在我们星球的历史中，这个时期又被我们称作“氧气危机”（图3）。而所有的这些，都是因为那0.1%的氧气的出现……

图3 地球大气层中的氧气比例变化是通过两次独立的事件完成的：约24亿年前，“氧气危机”让大气中的氧气含量从0变成0.1%。然后，大约6亿年前，大气中的氧气比例急剧上升，造成了众所周知的“寒武纪大爆发”，之后，空气中的氧气比例逐渐趋于稳定，在20%左右

“氧气危机”之后，地球大气中的含氧量可能在0.1%和1%之间波动了将近20亿年（当然，对这些数据的估算，科学家还在进一步的研究之中）。然后，在大约6亿年前，大气含氧量第二次急剧上升，达到了我们现在大气的含氧量水平，在20%左右。这个阶段带来了一个至关重要的后果：正是在这一时期，出现了最初的多细胞生物，这标志着“动物王国”的诞生。这一突如其来的、给地球带来丰富多样的新生命的过程被称为“寒武纪大爆发”。

你们看，生命的出现对于地球大气中氧气的出现起到了至关重要的作用——而不是反过来，正如我们通常想象的那样！此外，如果地球是唯一孕育生命的星球，那么它也可能是宇宙中唯一从其可以呼吸的大气中获益的星球。太空中的生存竞赛是多么复杂呀！

[1]在这个结构式当中，右侧的COOH被称为“酸”，而左边的NH₂ 被称为“胺”，因此这个化学式被命名为“氨基酸”。另外，你可能在猜想，米勒已经在实验中严格地隔绝了氧气，那么右边“酸”基中的氧原子是哪里来的呢？其实，它们是从水分子里来的呀！