大气层曾经被细菌吃掉一半？

我们知道，地球上之所以生命，在很大程度上都要感谢大气层，因为如果没有大气层，地球就会像月球一样昼夜温差要两三百度。这些组成大气层的气体，主要都来自地球内部剧烈的地质活动。但自从几十亿年前，地壳运动慢慢稳定了下来，基本上就没有什么地质活动能大量释放气体了。所以从理论上来说，咱们地球现在的大气层，都是几十亿年前形成的，一直没什么大的变化。

不过，最近果壳网发表了一篇文章说，这个理论是不成立的，根据华盛顿大学教授索姆的研究，地球的大气层曾经经历过一个“超薄”的时期，那个时候大气层的厚度还不到今天的一半。为什么会这样呢？科学家研究发现，之所以大气层变薄，是因为被细菌吃掉了。过去很久之后，细菌又把吃掉的大气一点一点给吐了出来，这才又恢复了大气层原有的厚度。这是怎么回事呢？

首先就有一个疑问，几十亿年前的事，科学家是怎么发现大气层有过超薄时期呢？原来，科学家在澳大利亚发现了一块30亿年前的熔岩，在熔岩的表面上有一些已经被沉淀物填充的小气泡，这些小气泡正是研究的突破口。我们先来看这些小气泡是怎么形成的，因为熔岩本身，是由各种复杂成分构成的液体，这些成分中也有气体物质，当熔岩喷发之后，这些熔岩中的气体就会跑出来，但是熔岩的黏度很大，有些气体没来得及跑出来，熔岩就凝固了。这些气体也就被凝固在熔岩中，变成小气泡。而泡泡的大小是什么决定的呢？是气压决定的，气压大泡泡就小，反过来气压小泡泡就大。所以只要观察这块30亿年前熔岩中的气泡，就能计算出当年气压的大小，计算的结果是，30亿年前的大气压还不到今天的一半。这也就证明了，地球的大气层不是一直不变的。

这时候就有第二个疑问了，丢掉的那一半大气层哪去了？中学化学课上我们学过，在我们呼吸的空气里，氮气占了几乎80%，氧气差不多20%，剩下的1%才是二氧化碳之类的杂质。既然氮气占的比例是绝对大头，那30亿年前，大气层减少了一半，也肯定主要减少的是氮气。那氮气是怎么减少的呢？在太古时期的细菌，它们呼吸的是氮气而不是氧气。当时的大气层，含氧量远不如今天。太古细菌呼吸完了排出的氮，很难被氧化成氮气回到大气层中。既然上不了天，那就下地呗，这些被细菌吃掉又排出去的氮，就都渗入到了岩石圈里。就这样，细菌一点一点的把大气层中的氮气搬运到了岩石层中，于是大气层越来越薄。

那现在的大气层是怎么变回原来厚度的呢？因为地球生物不都是呼吸氮气的，也有相当一部分事呼吸氧气的，比如说海藻，它是可以进行光合作用的生物，这些会光合作用的生物，又开始把大量氧气排放到外界，最后让大气层中的氧含量增高，氧含量高了，就可以氧化地表上的一切东西，比如被固化到岩石中的氮，被氧化以后就变成了氮气，回到空气中。就这样，这些吸氧生物又把被封印在岩石圈里的氮气一点一点搬运回大气层，直到大气层又变回原来的厚度，这才有了后来的生物大繁荣。

所以，别小看低到尘埃里的细菌，一定程度上，它可曾经直接决定过地球生物的演化史呢。

本文源自：果壳网（被夺走的大气：你的每一口呼吸，都如此奢侈）
音频稿：一颗得意的荷包蛋
讲述：杰克糖