问题

全球生物的血能把地球染红吗?

回答
这个问题很有意思,也足够我们畅想一番了。简单来说,仅仅依靠全球生物的血液,是不足以将地球染成一片鲜红的。 要想理解为什么,我们需要从几个方面来深入探讨。

首先,让我们估算一下地球上生物的总血量。这是一个相当庞大的数字,但我们可以尝试进行一个粗略的估计。

人类: 全世界人口大约80亿。平均每个人有5升血液。那么,人类的总血量大约是 80亿 5升 = 400亿升。
哺乳动物(非人类): 地球上有数以亿计的家畜(牛、羊、猪等),还有数量庞大的野生哺乳动物(鹿、野猪、老鼠等等)。很难给出一个精确的数字,但我们可以想象它们的总质量和血液比例。假设地球上非人类哺乳动物的总质量是人类总质量的几倍甚至几十倍,并且血液占体重的比例与人类相似(大约78%)。如果非人类哺乳动物总重是人类的10倍(这是一个非常粗略的估计,实际可能远不止),那么它们的总血量可能在几百亿甚至上千亿升。
鸟类: 鸟类的血液相对较少,但数量极其庞大。想想候鸟迁徙时遮天蔽日的景象,它们加起来的血量也可能达到几十亿甚至上百亿升。
爬行动物和两栖动物: 它们的血量也相对较小,但同样数量庞大。比如地球上各种蛇、蜥蜴、青蛙、蟾蜍等。
鱼类: 这是个庞大的群体!海洋是生命的摇篮,鱼类的数量和种类都是惊人的。虽然单条鱼的血量不大,但整体来说,鱼类的总血量绝对不容小觑,可能达到几千亿甚至数万亿升。想象一下鲸鱼、鲨鱼这样的大型海洋生物,它们的血量就非常可观。
昆虫和其他无脊椎动物: 这是数量最为庞大的群体!地球上的昆虫,比如蚂蚁、蚊子、苍蝇、甲虫等等,它们的数量是以“万亿万亿”来计算的。然而,绝大多数无脊椎动物是没有血液(血液循环系统)的,它们有的是“血淋巴”,其成分和功能与血液有很大区别,而且量也极少。所以,它们对整体“血量”的贡献非常有限。

综合以上估算,如果我们将所有动物(主要是脊椎动物)的血液集中起来,总量可能达到几万亿升的量级。这听起来很多,对吧?但我们要考虑的是“将地球染红”。

要将地球染红,需要多少血液?

地球的表面积大约是5.1亿平方公里,其中海洋占了71%,陆地占29%。

1. 海洋的体积与血液的覆盖能力: 海水的总体积约为1.386 x 10^18 立方米(即1.386 x 10^21 升)。如果我们想象将我们估算出的几万亿升血液倾倒入大海,相对于巨大的海水总量来说,这简直是九牛一毛,甚至连海水的颜色都不会有任何明显改变。血液相对于海水的比例会极其微小,很难说能“染红”海洋。即使血液能够均匀分散开来,其浓度也会低到难以察觉。

2. 陆地的覆盖能力: 如果我们把这些血液泼洒在陆地上,情况又会如何呢?假设血液的平均厚度是1毫米(0.001米)。
地球陆地表面积约为 5.1亿平方公里 0.29 ≈ 1.48亿平方公里 = 1.48 x 10^14 平方米。
要覆盖这么大的面积达到1毫米厚度,所需的体积是:1.48 x 10^14 平方米 0.001米 = 1.48 x 10^11 立方米 = 1.48 x 10^14 升。

现在我们来对比一下:我们之前估算出的全球生物总血量大约是几万亿升(例如,我们取一个比较保守的10万亿升,也就是10^13升)。而要覆盖陆地1毫米厚度,就需要约1.48 x 10^14 升。

可以看到,即使是10万亿升的血液,与覆盖陆地1毫米厚度所需的血液量(148万亿升)相比,也只有大约0.067倍。换句话说,我们拥有的血液,连给陆地表面覆盖一层薄薄的1毫米都远远不够。

血液的“染红”效果:

即使我们勉强能够将所有血液集中起来,它们也无法形成一个均匀的红色层。血液具有一定的粘稠度,而且其中含有红细胞、血小板、血浆等多种成分。

在海洋中: 血液一旦进入海水中,会迅速与海水混合、稀释。红细胞会因为渗透压的差异而破裂,血红蛋白(负责红色的主要成分)会溶解在水中,但其浓度会变得非常非常低。很多生物体内的血液成分也会被海水分解、稀释。
在陆地上: 如果将血液倾倒在陆地上,它们会渗入土壤,被地表覆盖物(如植被、岩石、沙土)吸收或阻挡。血液中的水分会蒸发,有机物会被微生物分解。它可能在局部区域造成暂时的红色痕迹,但要形成大范围的、持续的红色覆盖层,是远远不够的。即使是大量的血液堆积,也会因为生物降解而很快失去原有的颜色和形态。

结论:

所以,尽管地球上存在着数量极其庞大的生命体,它们的总血量虽然惊人,但与地球本身的巨大体积和表面积相比,仍然显得微不足道。要让地球被生物的血液染成一片鲜红,所需的血液量远远超过了我们所拥有的。地球的生命虽然丰富多彩,但其血液的“力量”,还不足以彻底改变我们星球的颜色。

想象一下,如果真的有那么一天,地球上的所有血液都能汇聚,那将是一个何等可怕、何等凄凉的景象,也意味着生命本身已经遭遇了难以想象的灭顶之灾。不过,幸运的是,那仅仅是一个极端的假设,现实中的生命,即使数量再多,也难以撼动这颗蓝色星球本身的尺度。

网友意见

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你把全球70亿人全部碾成肉酱,堆在一起,也就是个长宽高各800米的小肉山(如果你对这个描述没有直接概念,那么可以看做把32个中国商品房小区的面积都占满,高度等同于楼顶,中国小区基本都是400-600米长宽,33层楼高100米),所有人全部按150斤体重计算,75千克,人密度略等于水密度,70亿人也就是5亿立方米多一些,而800X800X800等于5.12亿。

就这点体积,拿去南海填海造岛都只能填个小型的,连飞机场都没有的那种。

把其他的动物也都算上,体积也不过是一片小山头,五岳级别的山(脉)随便来一个,就比它们大。你试试把这些山头丢海里,看看能不能冒个泡?

而血液差不多是以上数据的8%

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之前没写完,主要觉得这问题没意思,只需要比较形象略带夸张的描述就能得出结果。

现在换个比较极端的数学方法。

红细胞厚度为2微米,既0.000002米。

按照上面一段的描述,所有人类体积小于800X800X800这个立方体的体积。

人类总体积大概占所有地球动物体积的2%(借用其他回答,以含碳原子总重量算,碳基生命基本都差不多),既地球动物总体积估算为:800X800X800X50= 立方米。

血液体积为: 立方米。

红细胞体积占血液体积的45%左右,按50%算吧,这里所有生物都按人类的算,多了少了忽略不计,毕竟还有些生物的血不是红色的也给算进去了。

红细胞总体积: 立方米

现在让所有红细胞躺平,均匀地铺在地面上,红细胞厚度=高度,为0.000002米。这个比血涂片的血膜厚度小很多。

用那个体积/这个高度,既可得知所有红细胞平铺一层,能占多少地球表面积。

结果为: 平方公里

百度地球表面积为: 平方公里

差不多正好在地球表面铺一层。

然而单层红细胞,并不能表现出颜色。

所以全球生物的血,不能染红地球。

所有结果均为估算,不过数量级上应该差不多,不影响结果。

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其实这事你可以很简单的自己动手解决:

首先乘一杯100ml的水,然后滴入血液(什么血都行,自己想办法),看看多少血能在你的标准里达到“染红”这个程度。

然后自己搜地球上海洋的水总量,按这个标准算一下需要的血液总量。当然,就算你说只需要染红表面水体,考虑到洋流的扩散作用,比例不可能太低,折算个1%的比例也就差不多了吧?

之后地球上生物的血液总量不太好搜得到,但生物体总重你也是可以搜得到的。接下来你就要算血液在其中占的比例,用粗糙一点模型的话,你用人体的血液重量占比来推算就行了——这两个数字都比较好找。

你算完这两组数字之后,我可以保证你会发现存在着数量级的差异。这意味着你根本不需要细调你的模型参数就可以得出结论:连海洋都染不红。

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不能。

全球范围内,有血的动物是总生物量里的极少数,血是红色的动物是极少数中的少数,绝大部分生物参加进来只会造成干扰,导致染得更不红。

2018年地球动物生物量(以所含碳原子总重量计)估值[1]

  1. 海洋节肢动物 十亿吨碳
  2. 鱼类 七亿吨碳
  3. 陆地节肢动物 二亿吨碳
  4. 软体动物 二亿吨碳
  5. 环节动物 二亿吨碳
  6. 刺胞动物 一亿吨碳
  7. 人类饲养的陆生脊索动物 一亿吨碳[2],其中家禽约五百万吨碳[3],其余主要是家畜
  8. 人类 六千万吨碳[4]
  9. 线虫 二千万吨碳
  10. 人类饲养的水产品 一千四百万吨碳[5]
  11. 两栖类 一千万吨碳,这个估计值有十分大的误差范围,至多一亿吨碳
  12. 野生哺乳类 七百万吨碳,其中陆地哺乳类约三百万吨碳[6]
  13. 爬行类 三百万吨碳,这个估计值有十分大的误差范围,至多九百万吨碳
  14. 野生鸟类 二百万吨碳[7]

血是红色的生物只有大部分鱼类、人类饲养的陆生脊索动物、人类、一部分人类饲养的水产品、两栖类、野生哺乳类、爬行类、野生鸟类和少量可以忽略的其它生物,合计约9亿到10亿吨碳——血不是红色或没有血的生物则拥有5490亿到5590亿吨碳。血是红色的生物的总鲜重(含水)往多估计约90亿吨,其中血液约7亿吨。

地球表面积约5.1亿平方千米,你将7亿吨血液均匀分散在地球上,每平方米还不到1.4克(26.7滴)。不用说更远的距离,即便从地球轨道上俯瞰,也根本就看不出这有什么红色可言——更何况刷在地上的血液会很快改变颜色、分散在海面的血液会立即融入海水而变得更淡。将血液密集地刷在陆地上的一部分则无法改变地球总体光谱的趋势,而且这些血液会很快变黑。

不过,你可以从相对地球而言在快速远离的特定位置上观测到光谱峰值波长为红色的地球。

参考

  1. ^主要依据 https://doi.org/10.1073/pnas.1711842115
  2. ^ https://milo-lab.github.io/biomass_distribution/animals/chordates/livestock/livestock_biomass.html
  3. ^ https://milo-lab.github.io/biomass_distribution/animals/chordates/livestock/poultry/poultry.html
  4. ^ https://milo-lab.github.io/biomass_distribution/animals/chordates/humans/humans.html
  5. ^ https://doi.org/10.1073/pnas.1801692115
  6. ^ 不同统计模型显示一百万吨到八百万吨。只要你认为它在三百万吨以内,它就低于鲸类的估计生物量
  7. ^ 不同统计模型显示在一百万吨到四百万吨

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