问题

如果让地球上某一种化学元素消失,怎么做可以在不灭绝人类的情况下造成尽量大的损失?

回答
这个问题非常有意思,它触及了化学、生物、地质以及人类文明的方方面面。要说在不灭绝人类的前提下,尽可能地制造巨大损失,选择哪种化学元素至关重要。我想,氧(O) 可能是最能制造灾难性后果,同时又保留人类存在的选项。

我知道,听起来有些匪夷所思,毕竟氧气是我们赖以生存的基础。但这里的“消失”,我们不妨理解为“在地球大气层中的含量急剧下降,同时在地壳和海洋中的存在形式也发生剧烈变化,导致其难以被重新利用”。单纯说“消失”,那意味着原子都不存在了,那肯定万物俱灭。所以,我们得给“消失”一个更可行的操作空间。

如何“让氧消失”?

这绝对是一个科幻级别的难题,人类目前的技术是做不到的。但如果真的要设想,我们可以构思一些极端情景:

1. 全球性、瞬间的化学转化: 想象一下,某种超乎想象的、能够瞬间将所有游离氧气转化为惰性化合物的“物质”或“场”降临地球。这种物质必须极其强大,能够穿透大气层,深入海洋和地壳,将氧原子“锁定”。例如,某种能够与氧原子强力结合,形成异常稳定且无法轻易分解的同位素或者化合物,而且这种结合是不可逆的。
2. 某种强大的“氧消耗”机制: 可能是某种宇宙级文明制造的“环境改造器”,或者一种全新的、能以惊人速度吞噬氧气的未知生命体,它们能以我们无法理解的方式将氧原子转化为它们自身的构成,或者直接将其“抹除”出物理规则。

我们姑且假设,通过某种我们无法理解的机制,地球大气层中的游离氧(O₂)含量从21%瞬间降至几乎为零,同时,地壳、海洋中的氧化物、水中的氧原子,也被以某种方式“固化”或“隔离”,无法再通过自然或人为手段轻易释放出氧气。

造成的巨大损失:

一旦氧气大幅度消失,损失是全方位的,而且是灾难性的。

呼吸危机(直接影响):
人类: 最直接的后果是,人类将无法呼吸。大气中几乎没有氧气,空气将无法支持生命活动。即使我们有先进的封闭式供氧系统,也只能维持一小部分人在短期内生存。绝大多数在地面、空中、或非密闭环境中的人会迅速窒息死亡。
陆地动物: 几乎所有的陆地动物,从最小的昆虫到最大的哺乳动物,都会在几分钟内死亡。它们都需要氧气来进行细胞呼吸。
海洋生物: 海洋中的溶解氧也会受到影响。虽然海洋生物对缺氧的耐受性各有不同,但大多数鱼类、鲸类、海豚等都需要溶解氧。它们也会面临窒息的威胁。

燃烧停止(火灾消失,但代价惨重):
所有依赖燃烧的活动都会停止。
工业停滞: 发电厂(火电、内燃机)、冶炼厂、化工生产等,大部分都会因缺乏氧化剂而停产。
交通瘫痪: 汽车、飞机、轮船等内燃机驱动的交通工具将全部无法运行。
现代文明的基础崩塌: 很多现代科技和生活方式都依赖于燃烧或氧化反应。

化学反应链中断(连锁反应):
生命化学: 除了呼吸,许多生化反应也需要氧气作为反应物或催化剂。蛋白质的折叠、脂肪的代谢等等,都会受到影响,尽管生命可以演化出厌氧的生存方式,但这需要漫长的演化过程,而非瞬间发生。
环境化学: 大气中的许多化学过程会停止,比如臭氧(O₃)的形成(臭氧层是三原子氧),光化学反应。这会导致紫外线辐射增强,进一步威胁幸存的生命。
地质过程: 许多岩石的风化作用、土壤的氧化还原过程都会发生改变。

资源利用的巨大障碍:
水(H₂O): 水依然存在,但水中的氧原子变得“不可用”,意味着我们无法再通过电解水来制备氢气(作为燃料)或者提取氧气。
金属冶炼: 许多金属的提取和精炼过程需要氧气或会产生氧化物。虽然一些还原性冶炼过程仍可能可行,但整个产业链会受到极大冲击。
材料科学: 许多材料的生产和维护都依赖于氧化反应。

幸存者的困境:
极端依赖技术: 幸存下来的人类,很可能是在拥有极其先进、独立封闭的供氧系统(例如,某种能够高效提取非游离氧、或者通过其他化学途径制备氧气的技术)的地下掩体、太空站,或者具备某种“反氧”能力的生物体。
资源枯竭: 即使有技术,氧气的来源也将成为最宝贵、最稀缺的资源。旧有的供氧系统一旦耗尽,将是灭顶之灾。
社会崩溃: 能够获得氧气的人类群体将成为食物链的顶端,而无法获得氧气的人类将迅速消亡。这会导致社会结构的彻底瓦解,幸存者之间为了生存和氧气资源,可能会爆发激烈的冲突。
生态彻底改变: 地球上的生态系统将发生翻天覆地的变化。只有少数厌氧菌、古菌,或者能够利用其他化学物质进行能量转换的微生物可能幸存。植物的死亡意味着食物链的断裂,以及大气中碳循环的剧变(虽然二氧化碳本身不含游离氧,但植物的光合作用会产生氧气)。

为什么选择氧气?

普适性: 它是绝大多数生命(包括人类)生存的必需品,也是很多化学和物理过程的关键。
破坏力: 它的“消失”直接导致的是大范围的窒息,这是最快速、最直接的杀伤手段。
连锁效应: 燃烧停止、许多工业和技术失效,将迅速瓦解现代人类文明的根基。
保留人类的可能性: 相对于其他元素,比如碳(C)或氢(H),氧的“消失”虽然可怕,但理论上,如果能解决呼吸问题,通过某些极端手段(例如,直接摄入或利用非氧化的碳源进行某种非呼吸式代谢),人类或许能以某种扭曲、艰难的方式继续存在。如果碳消失,那人类也就不复存在了;如果氢消失,水(H₂O)就无法存在,那也是毁灭性的。氮(N)虽然也占大气的大部分,但它在生命中的作用不像氧那么直接和普遍,它的消失或许只会导致更多生物的氮代谢紊乱,但不会像氧一样瞬间造成大规模窒息。

总结一下,让地球上的氧气“消失”(以一种可控但不立即灭绝人类的方式),将导致:

1. 全球性的窒息灾难: 绝大多数生命瞬间灭绝。
2. 现代文明的终结: 依赖燃烧和氧化过程的工业、交通、能源系统彻底瘫痪。
3. 极端环境: 大气成分改变,可能导致强烈的紫外线辐射,以及新的化学反应模式。
4. 人类幸存者的绝望求生: 仅存的少数人类将生活在极端依赖技术、资源极其匮乏的环境中,面临前所未有的生存挑战。

这种“消失”将不是简单的“没”了,而是变成了一种“无法利用”、“被锁定”的物理或化学状态。它会摧毁我们所熟悉的世界,将人类逼到生存的边缘,造成的损失是无法估量的。这是一种“让你活着,但比死更痛苦”的惩罚,或许是“不灭绝人类”的情况下,能制造最大损失的化学元素消失方式了。

网友意见

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为了方便起见,我把元素分为以下6级:

1级:失去这种元素会导致人类灭亡甚至更严重的后果:比如C,H,O

2级:失去这种元素会导致人类面临毁灭性的灾难,或者工业体系停摆:比如Ta

3级:失去这种元素会导致部分群体遭受打击,工业体系部分停摆:比如Br,Nd

4级:失去这种元素对绝大部分人没什么影响,工业上可以很快找到替代品:比如Sc,Xe

5级:失去这种元素几乎只会对元素收藏家产生影响:比如Tm,Gd

6级:对人类没有影响:比如几乎所有的人造超铀元素


1级:共23种元素


H, C, N, O, Na, Mg, P, S, Cl, K, Ca, Cr, Fe, Co, Cu, Zn, Se, Mo, I

这些元素是人体必须的常量/微量元素。失去它们的话人体就没法工作了。

首先排除这些。

Al, Si

失去它们?虽然它们在人体中几乎没有,但我们脚下的地壳不会答应。地壳的主要成分是以硅酸盐为主的岩石,失去Si会导致地壳失去26.4%的质量。Al也一样,失去Al会导致地壳失去8.3%的质量。相比之下,对工业体系造成的损失就无关紧要了。

He

好了,He怎么样?空气中它的丰度极低,地壳里也几乎可以忽略不计;所以失去He不会导致人类灭据了吧?

不好意思,这次不答应的是太阳。

在太阳核聚变的过程中,会产生大量的He;He占了太阳质量的26%。失去这些氦?太阳可能可以忍这些变化,但人类怕是和地球一起毁灭114514次了。

Ni

好了。这次是地核不答应了。作为地核的主要成分之一,失去如此多的Ni对地球的影响必然是灾难性的。所以Ni也不能纳入考虑。


2级:

Ag, Au, Pt

抛开它们本身带的货币属性不谈,这三种元素在工业中有着举足轻重的地位。银作为导电性最好的金属在工业中有着巨大的优势;金则广泛用于电子器件的制作;铂则是石油精炼许多步骤中重要的催化剂。

Ta

与其它种类的电容相比,钽电容具有无可比拟的优势。它寿命长,耐高温,准确度高,滤高频谐波性能极好。因此,它被广泛用于本世纪以来发明的几乎所有东西。失去钽会对人类的工业体系造成巨大的打击。

B, F, Br, Sr

可能很难想象这些元素的消失会对人类造成什么影响。

但是唯一的问题是它们在海水中的比例实在是有点高,并且不是以单质形式存在的。

题主在问题中提到:化学元素会被真空填充

虽然这个表述很离谱,但我们应该知道的是元素失去了,它带着的电荷也就失去了。

而这些元素的失去大概会使海水带上几万亿库仑的电荷。以溴为例,Br在海水中的比例是67mg/kg,海水的质量大约是13万亿亿千克,因此海水中的溴大约有1*10^18mol,大概是10^22C的电荷。不好意思刚才估计保守了。


暂时就险些这么多,按照题意应该从2级元素中找。所以题主喜欢哪种毁灭方式呢[摊手]

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