如果地球上的所有的光合作用停止，空气中现存的氧气够使用多久？ 第1页

地球大气里现存的氧气相当之多，按照Walker, J. C. G.的估计有1.4E18千克，这是14后面有17个零的数字；每年，地球生物圈和大气圈·水圈·岩石圈交换约3E14千克氧气；在地球生物圈完全不进行光合作用而维持现有呼吸作用率的情况下，大气里现存的氧要等五千年^[1]到两万五千年才会耗尽；让比较敏感的人窒息，至少要将大气氧浓度从现在的21%降到18%以下，起码七百一十四年。

何况在上述情景里生物圈的呼吸作用率不会不减少。

人可以从空气里浓缩氧，足够你等到人类完成大规模的地球工程、自己生产氧气，或是其它微生物突变成产氧生物——事实上你这辈子都不一定看得到人类开始搞这个工程，因为实在是没必要。

• 如果要求人类只靠技术产生氧气，人类文明的总功率拿出约十分之一去修建太阳光分解海水的基础设施来制造氧气，效果就会超越地球生物圈的光合作用氧生产量，而且这个工程并不会很花时间去准备。
• 况且人类文明的总功率还在成长，将今后新兴建太阳光发电、氢能源、裂变核能之类产业的生产路径改动一下就能产生巨大的氧气生成量，无需专门改动现有产业。

粮食危机就是另一回事了，现代社会的资源分配是不平衡的，在光合作用停止之后会有一些人等不到食物分配完成。人和家禽·家畜所吃的植物没有产氧光合作用以外的能量来源，寄生植物依靠的是宿主的产氧光合作用，食虫植物是从昆虫等动物里获取氮和微量元素而不是作为能源，况且这些昆虫的生物量本质上还是产氧光合作用支持的。植物不可能靠不产氧光合作用维持现在的生物量，粮食危机不可避免。

不过，事实上人类的存续并不需要太多人口，而且人也可以食用加工过的色藻、细菌、古菌，在必要的场合单细胞农业可以支持成百上千亿的人口，麻烦的是建成之前某些地方就会呈现中国古籍里的描述^[2]了。

• 在这个过程中，人类可以批量消灭不再产生氧气的植物与色藻，使其让出呼吸作用份额。

总之，由于人类在这方面的能力强于地球生物圈的其余部分，“光合作用停止”根本不能导致“空气中现存的氧气耗尽”。

每年，太阳输入地球的太阳辐射有5.5e+26焦耳的能量。在标准状态下，将1摩尔水分解为氢气和氧气需要2.37e+5焦耳的能量。要人类通过技术替代上图中8.8e+15摩尔/年的光合氧生产量，以2%的效率利用太阳光，需要接收太阳输入地球的太阳辐射的万分之三点八。

大量消灭你不再需要的生物量，可以减少每年需要的氧气的量，进一步节约需要的能源。

参考

1. ^ Walker, J. C. G. (1980) The oxygen cycle in the natural environment and the biogeochemical cycles, Springer-Verlag, Berlin, Federal Republic of Germany (DEU)
2. ^ 大饥，人相食——二十五史反复出现