氨基酸的水解电离
氧气的来源和生命的产生
氧气的来源一直是个谜,大氧化事件也一直困扰着科学界。科学家们对大氧化事件也众说纷纷,各种版本的也层出不穷,有一种说法就是大氧化事件中的氧气是由海底单细胞藻类生物(能在无氧环境下生存,并具有原始光能合成体系的原核生物——蓝藻细菌)光合作用产生的;另一种说法就是镍含量的急剧下降抑制了甲烷的生成,所以导致大气中氧含量的快速积累;甚至有学者猜测大氧化事件的氧气很可能是从地球内部经过地震或者火山喷发瞬间释放出来……到底哪条是真的呢?尽管公说公有道,婆说婆有理,但实际上很多都难圆其说,形成不了一条自然现象链。就拿很大部分人都认可的氧气是由植物光合作用产生的这一观点来说,植物白天光合作用释放氧加呼吸耗氧有氧盈余,晚上基本纯吸氧,总体来说基本上没有氧盈余。另外还有一点,绝大多数地球植物死后都会腐烂氧化,这又是耗氧的,所以总体来说植物是很难对地球圈氧含量有大的贡献。前几年美国科学家模拟地球生态环境做的生物圈2号实验竟然失败啦!给美国乃至全世界的科学家狠狠地扇了一巴掌,几乎否定了植物光合作用产生氧气的这一“大作用”。而地球氧含量在几百年甚至几千几万年尺度上都是稳定的,即使有大规模生物灭绝和天气灾难也不会造成大气圈含氧量有明显变化,地球大气成份变化起主导作用的不可能地球生物圈,因为生物圈是依附地球而生,体量不够。否则冬季植物凋零枯萎、冰河期到来大气圈氧气含量会大辐下降么?这显然不正确。
那么问题来了,请问氧气又是从何而来的?为什么会产生大氧化事件?……
其实,在这个地球上在没有氧气之前水就已经存在了。水在阳光的照射下蒸发形成了水蒸气。水在雷电的电离下形成氢气和氧气2H2O=2H2+02(条件:闪电),这一点可以破解远古宇初期(24.5亿年前)光合生物没有形成之前的大氧化事件之谜。氧气在雷电的作用下电离3O2=2O3(条件:闪电)形成臭氧,臭氧比空气轻所以飘在空中,所以就很好的破解了臭氧层的来源之谜。由于南北极因为温度太低,水份太少,等天气太过恶劣很难产生雷电,南北的氧气也只能从其他地方扩散过来。导致现在南北极现在还存在臭氧空洞。
氧气还会再进一步和空气中的氮气在雷电的作用下电离形成一氧化氮N2+O2=2NO(条件:闪电),
一氧化氮结构上不稳定,空气中氧化成二氧化氮 2NO+O2=2NO2,二氧化氮和水反应就形成了硝酸和一氧化氮
3NO2+H2O=2HNO3+NO。
同时一氧化氮和水和氧气三种物质一起还会反应形成硝酸4NO+3O2+2H2O=4HNO3
问题来了,那么氢气呢?它坐以待毙吗?不是的,这里还有一个化学方程式: 3H2+N2=2NH3(条件:闪电)。氮气和氢气在雷电的作用下反应形成氨气(所以暴风雨来了之前你会闻到一股特殊的味道,特别是在迎风方向)氨气又极易溶于水形成氨水。氨水显碱性没错,但是氨水和硝酸反应就形成了硝酸铵(N4H03)和水,NH3·H2O+HNO3=NH4NO3+H2O,硝酸铵是盐但显酸性。所以这就很好的解释,雨水为什么会显酸性啦! H4N03正是植物所需的氨太氮肥,硝酸铵在空中合成并跟随着雨水一起降落到地面上,从而为植物提供氨肽氮肥,动物通过采食植物摄取养份……充足的氧气,充足的养分,充足的食物……事宜生物生存的环境为寒武纪生命大爆发创造了必要的条件。
生物体是由细胞构成的,细胞又由蛋白质构成的,蛋白质又由氨基酸构成的,为什么叫它氨基酸呢?因为它有氨基,氨基充分说明了氨是生命体重要组成的部分,然而氨基在生物体内是很难合成的,主要通过外界的摄取和细胞的分解得到的,H4N03是植物所需的氨太氮肥,这仅仅只是个巧合吗?不,硝酸铵为植物提供氨肽氮肥,植物又经过一系列的化学反应把硝酸铵中的氨成功脱下来与其他物质合成供细胞使用的氨基酸,动物通过采食植物摄取养份其中就包括氨基,为自己补充了氨基,这就是动物获取氨基酸的主要途径。
十年前街上到处有卖硝酸铵化肥,不过现在国家禁售硝酸铵了,人们改用硫酸铵了,知道为什么国家要禁售这种化肥(硝酸铵)吗?其实硝酸铵也是一种炸药。一颗雷管和一包硝酸铵组合就变成了一包超级炸药包!以前农村修路就用这种炸药。方便,实惠,关键是威力还特别猛。以至于为了安全起见,国家不得不禁售这种化肥了。由于硝酸铵的这一特性可以进一步解释雷声的成因。
如果人被纳米级细丝拦腰切断,还能继续活着吗?
“审判日”号巨轮
在科幻小说《三体》当中,曾有一段著名的“古筝运动”。当时小说中的两位主要角色大史和汪淼为了抓捕地球叛军的“审判日”号巨轮。把直径小于5微米的的细丝,拦在“审判日”号即将通过的海面。
当这艘巨轮经过时,整艘巨轮像刀切豆腐一样被切割开来,切成了四十多块薄片。巨轮内的人也都被切割了,反派之一的伊文思被切割成了三段。
但小说总归是小说,如果实际上生活中,真的找很细的细丝,能把人拦腰切断吗?
这个看似简单的问题,实际上远比我们想象中的要复杂。
中微子&暗物质
可能看到这个问题,很多人的第一感觉就是只要有实体的东西穿过人体,那一定会出事。实际上,这个观念是不对的。为什么这么说呢?
我们要先从最基本的说起,我们都知道万物都是有原子构成的,人也是如此。但是原子其实并不是最小的组成单位,原子还可以再分成原子核和电子,原子核还可以继续再分成质子和中子,质子和中子还可以继续再分成夸克。
原子核虽然占据了整个原子99.99%以上的质量,但实际上原子核特别小,如果把原子看成像足球场那么大,那原子核只有头发丝那么大的。而电子呢?实际上,目前我们还没有测出电子具体的尺度,但有一点可以肯定的是电子肯定是要比原子核小的。
因此,我们会发现,原子某种程度上看,就像是“空心”的一样。
我们知道,原子会构成分子,分子靠着分子间作用力构成物质。但是分子也不是一个个挨在一起的,而是有分子间距的,而且也不是固定不动的,而是在一定的范围内运动。
从上面的描述中,我们就会发现一个问题,如果一个东西足够的小,不参与到电磁相互作用,那就有可能穿过去了,而人完全感觉不到。
如今我们知道,太阳内部正在发生氢核聚变反应。在这个过程会损失一部分质量,这部分质量以能量的形式释放出来,符合爱因斯坦的质能方程,每产生3个光子,都会伴随着产生2个中微子。
太阳释放出来的中微子,有一部分就会直接冲着地球冲过来,然后直接穿过地球扬长而去。也就是说,地球上的人每时每刻都会被大量太阳中微子穿过,但我们不得而知。
除了中微子,暗物质粒子也在穿过每个人的身体,同样的,我们也不得而知。
纳米级有危害吗?
可能你要说了,刚才举到的两个例子都特殊,而且都很小,那如果再大一点呢?
那我们就把尺度调节到纳米级,也就是10^-9米,假设在路上有一根纳米级的细丝拦着,但一个人从穿过去后,这个纳米级的细丝会切割人体吗?人会因此而受伤或者死亡吗?
答案是:不会。
正如上文所说的,人都是由分子构成,人体绝大多数的组成成分其实是水分子,当纳米级的细丝通过时,它有可能直接从分子间的间隙穿过去,也可能是撞到某个分子,这个分子被弹开罢了。
当然,我们也知道,人体不仅仅只有水分子,还有很多复杂的成分,比如:脂质、蛋白质以及DNA。其中脂质的情况和水分子的情况是没有什么本质上差别的。
蛋白质其实属于大分子,是由氨基酸构成的,具有空间结构。纳米级的细丝穿过时,存在着被切割的可能性。但是我们要知道的是,在我们的人体中,每时每刻都在降解大量的蛋白质,因此,这个切割产生的效果其实影响并不大,同时还会很快地被恢复。
那如果是DNA呢?
其实我们都知道核辐射,辐射分为两种一种是电离辐射,一种是非电离辐射。其中电离辐射就包括高能电磁波和粒子。电离辐射对于DNA结构是有破坏性的。
实际上纳米级细丝是很接近于粒子的水平,当然这里还要考虑切割的速度。因此,DNA是有可能会被纳米级细丝切割的,严重的话,就有可能造成DNA双链发生断裂。那人会不会死呢?
答案是:不会。原因类似于蛋白质的情况。我们人体每时每刻都有一些细胞被清场,其中就包括一些DNA出了问题的。但我们没有因为这些细胞被清场就死去。这是因为人体有专业的相应机制来修复这种损失。说白了就是当DNA发生损伤时,随后就有可能被细胞检测到,然后启动细胞凋亡的程序,把受到损伤的细胞进行清除。而此时,还会有复制的细胞出现,所以,不会造成任何的影响。
因此,纳米级的细丝实际上时伤害不了我们的。那什么情况才有可能伤害到我们呢?
那就是再让细丝变宽一点,比如提升到到纳米级的1000倍以上,并且选择合适的切割位点就能把人拦腰切断。
如果人被纳米级细丝拦腰切断,还能继续活着吗?
氧气的来源和生命的产生
氧气的来源一直是个谜,大氧化事件也一直困扰着科学界。科学家们对大氧化事件也众说纷纷,各种版本的也层出不穷,有一种说法就是大氧化事件中的氧气是由海底单细胞藻类生物(能在无氧环境下生存,并具有原始光能合成体系的原核生物——蓝藻细菌)光合作用产生的;另一种说法就是镍含量的急剧下降抑制了甲烷的生成,所以导致大气中氧含量的快速积累;甚至有学者猜测大氧化事件的氧气很可能是从地球内部经过地震或者火山喷发瞬间释放出来……到底哪条是真的呢?尽管公说公有道,婆说婆有理,但实际上很多都难圆其说,形成不了一条自然现象链。就拿很大部分人都认可的氧气是由植物光合作用产生的这一观点来说,植物白天光合作用释放氧加呼吸耗氧有氧盈余,晚上基本纯吸氧,总体来说基本上没有氧盈余。另外还有一点,绝大多数地球植物死后都会腐烂氧化,这又是耗氧的,所以总体来说植物是很难对地球圈氧含量有大的贡献。前几年美国科学家模拟地球生态环境做的生物圈2号实验竟然失败啦!给美国乃至全世界的科学家狠狠地扇了一巴掌,几乎否定了植物光合作用产生氧气的这一“大作用”。而地球氧含量在几百年甚至几千几万年尺度上都是稳定的,即使有大规模生物灭绝和天气灾难也不会造成大气圈含氧量有明显变化,地球大气成份变化起主导作用的不可能地球生物圈,因为生物圈是依附地球而生,体量不够。否则冬季植物凋零枯萎、冰河期到来大气圈氧气含量会大辐下降么?这显然不正确。
那么问题来了,请问氧气又是从何而来的?为什么会产生大氧化事件?……
其实,在这个地球上在没有氧气之前水就已经存在了。水在阳光的照射下蒸发形成了水蒸气。水在雷电的电离下形成氢气和氧气2H2O=2H2+02(条件:闪电),这一点可以破解远古宇初期(24.5亿年前)光合生物没有形成之前的大氧化事件之谜。氧气在雷电的作用下电离3O2=2O3(条件:闪电)形成臭氧,臭氧比空气轻所以飘在空中,所以就很好的破解了臭氧层的来源之谜。由于南北极因为温度太低,水份太少,等天气太过恶劣很难产生雷电,南北的氧气也只能从其他地方扩散过来。导致现在南北极现在还存在臭氧空洞。
氧气还会再进一步和空气中的氮气在雷电的作用下电离形成一氧化氮N2+O2=2NO(条件:闪电),
一氧化氮结构上不稳定,空气中氧化成二氧化氮 2NO+O2=2NO2,二氧化氮和水反应就形成了硝酸和一氧化氮
3NO2+H2O=2HNO3+NO。
同时一氧化氮和水和氧气三种物质一起还会反应形成硝酸4NO+3O2+2H2O=4HNO3
问题来了,那么氢气呢?它坐以待毙吗?不是的,这里还有一个化学方程式: 3H2+N2=2NH3(条件:闪电)。氮气和氢气在雷电的作用下反应形成氨气(所以暴风雨来了之前你会闻到一股特殊的味道,特别是在迎风方向)氨气又极易溶于水形成氨水。氨水显碱性没错,但是氨水和硝酸反应就形成了硝酸铵(N4H03)和水,NH3·H2O+HNO3=NH4NO3+H2O,硝酸铵是盐但显酸性。所以这就很好的解释,雨水为什么会显酸性啦! H4N03正是植物所需的氨太氮肥,硝酸铵在空中合成并跟随着雨水一起降落到地面上,从而为植物提供氨肽氮肥,动物通过采食植物摄取养份……充足的氧气,充足的养分,充足的食物……事宜生物生存的环境为寒武纪生命大爆发创造了必要的条件。
生物体是由细胞构成的,细胞又由蛋白质构成的,蛋白质又由氨基酸构成的,为什么叫它氨基酸呢?因为它有氨基,氨基充分说明了氨是生命体重要组成的部分,然而氨基在生物体内是很难合成的,主要通过外界的摄取和细胞的分解得到的,H4N03是植物所需的氨太氮肥,这仅仅只是个巧合吗?不,硝酸铵为植物提供氨肽氮肥,植物又经过一系列的化学反应把硝酸铵中的氨成功脱下来与其他物质合成供细胞使用的氨基酸,动物通过采食植物摄取养份其中就包括氨基,为自己补充了氨基,这就是动物获取氨基酸的主要途径。
十年前街上到处有卖硝酸铵化肥,不过现在国家禁售硝酸铵了,人们改用硫酸铵了,知道为什么国家要禁售这种化肥(硝酸铵)吗?其实硝酸铵也是一种炸药。一颗雷管和一包硝酸铵组合就变成了一包超级炸药包!以前农村修路就用这种炸药。方便,实惠,关键是威力还特别猛。以至于为了安全起见,国家不得不禁售这种化肥了。由于硝酸铵的这一特性可以进一步解释雷声的成因。