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要是说到维持生命的元素，大家第一个想到的肯定是氧元素，毕竟人类每时每刻都在呼吸新鲜氧气，倘若离开氧气几分钟，那可直接是缺氧昏厥了。我们都知道，在大气中，氧气占有21%，这些活跃的气体支持着生物的生长，至于在海洋中，氧元素的含量就更多了，占到了88.9%，这其实就是氧在水中的比例，水是由氢和氧组成的，如果没有足够多的氧气将氢元素固定在海洋中，最轻的氢元素就会在太阳风的吹拂下从地球逃逸，地球上也就不会有这么多水，就不会那么容易产生生命！氧元素真是生命的气息啊！
3 `$ ]! a4 @) z- F+ B# d 大气中21%都是氧 氧元素还是地壳中含量最多的元素，含量竟然达到了惊人的49.2%！即使再深入一点，到了地幔，氧元素依旧是含量最高的元素，占到44.8%。虽然它比锂铍硼碳氮都要重，在宇宙中却比他们多得多，是宇宙中含量第三的元素，仅次于氢和氦。氧气也是十分活跃的元素，它几乎可以跟任何元素化合，地壳中很多元素的矿物几乎都是由氧化物或者盐的形式存在的，也正是因为氧元素，才能把众多元素固定在地球上，很多氧化物矿物也只需要把氧气从化合物中分离就可以得到单质形态！
' D4 D, A4 W, W5 W6 \9 e 氧元素极高的含量 学过初中化学我们就知道，氧气是微溶于水的，正常情况下，每一升水大概可以溶解30毫升的氧气。水中的各种生物都是依靠水中溶解的一点点氧气才得以存活。气体的溶解度普遍都是随着温度降低而增大，氧气也不例外，温度越低，氧气在水中的溶解度越高。这种性质对于地球上的生物影响也十分重大。相对于热带，极地的寒冷海洋中拥有更高的含量的氧气，因此在含量海洋中，生物的密度会更高一些，这是不是有点违背了你的生活常识。
% Y2 k) D$ L8 h3 G 海底生物也需要氧气 水体中存在着大量的细菌、病毒等微生物，几乎所有的这些微生物都是依赖氧气得以生存的。如果人类的活动排出的污水中含有的营养物质过多，比如含氮、磷等元素的化合物，这会让微生物大量繁殖，这些微生物会迅速将水中的氧气消耗殆尽，这叫做“水体的富营养化”，微生物将水中原本就不多的氧气全部抢走了，鱼类等大型水中生物就会因为窒息而死亡。正是因为这个道理，对于污水的排放检测有一个很重要的关键数据叫做化学需氧量（COD），这其中还考虑到一些化学物质本身的降解也是需要消耗氧气的，显然，COD的数值越大，表明水体的污染情况越严重。 8 f5 V) Q5 Q/ {9 H2 R
水体富营养化导致鱼虾死亡 古气候学家对地球的历史很感兴趣，他们找到一个很好的方法，就是研究海洋中的氧。原来，含有O-16的水分子比含有O-18的水分子分子量更小，更容易蒸发，这种细微的差别可以被悠久的历史所放大。我们能看到，在海水中，O-18会比雨水中含量更多，在低温下，这种差别更明显，所以古气候学家会检查古生物化石中的氧原子，O-18含量和正常的差别越大，就说明该年代的气候越冷。另外科考队去南极钻探，得到远古的冰芯，检测冰芯中O-18和正常的差别，也是计算冰层年龄的一种办法。
+ F' z' G9 u, |- n' m# A9 ^ 冰芯采样 我们把眼光放到更遥远的外太空，现代理论认为，太阳系形成于一团气体云，在引力作用下，中心凝聚成太阳，周围的气体首先聚集成一个圆盘，称为“圆形星盘”，这个“圆形星盘”的内部由于引力的作用，才形成了各个行星，行星地质学家根据古气候学家的思路，检测了地球、月亮、火星和陨石中O-16和O-18的比值与太阳对比，结果发现太阳上O-16的比值比地球上更高，科学家们对这个结论产生了争议。另外要注意的是，我们的太阳还不够大，最多只能聚变出碳，太阳中的氧元素绝不是聚变出来的，而是来自于原始星云。那么按照道理来说，因为来源一样，太阳上O-16与O-18的比值应该是一样的，既然测定结果不一样，那就一定还有一些未解之谜！有一种可能性猜测可能是“圆形星盘”形成地球的过程中会发生一个我们未知的过程，这个过程中O-16会损耗。 ) W! L% n0 A; x; G& z8 R; O) F
圆形星盘 科学就是这样，从已知条件和理论去推导一些结论，如果这些结论与观测不符合，那么就可以说里面肯定存在了一些问题，如果修正现有理论可以符合观测，那就修正，如果修正不了，那就需要推出新的假说推翻现有理论，在科学的历史上，从不符合观测结果而导致的大发现比比皆是，下一篇我们讲到氧元素的发现就是这样一个事例！
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( V; s1 S9 Y4 j1 y; [( p, x! D 集齐元素周期表上所有的元素需要多少钱？
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2 c" y; q6 @7 J4 K! l 知乎专栏： & J6 g$ e; t" o
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