《尤利乌斯·凯撒之死》(1805-1806),文森佐·卡穆奇尼(1771-1844)©DeAgostini/Getty Images

我们真的是凯撒的最后一口气吗?

每一次呼吸,我们都在吸入地球的故事。《凯撒的最后一口气》的作者山姆·基恩向我们讲述了我们周围空气的非凡历史。

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我们真的在呼吸凯撒的最后一口气吗?

故事是这样的:公元前44年,在罗马,尤利乌斯·凯撒被自己的一群元老暗杀,倒在地上奄奄一息。这最后一次呼吸包含了大约25x10(25后面有21个零)的空气分子,它们会在几年内扩散到全球各地。与地球的大气层相比,呼吸一次似乎微不足道,但值得注意的是,如果你计算一下,你会发现大约有一分子凯撒的空气会出现在你下一次呼吸中。

而且还不止于此。同样地,你现在可能正在吸入克利奥帕特拉的香水、德国芥子气,甚至是恐龙呼出的微粒。

这些空气分子到底是什么?

氮和氧是空气的主要成分,占99%,但那额外的1%仍然非常重要。它就像一杯葡萄酒:大部分葡萄酒是酒精和水,但也有所有这些额外的含义和味道。在空气中,这1%对全球变暖以及所有气味和香水负有责任。它包括二氧化碳,一氧化二氮(笑气),各种污染物和火山废气。

空气的成分揭示了世界的整个历史。其中一些在地球早期就存在了,而另一些则是随着生命或人类文明的到来才出现的。

我们的大气层从何而来?

在地球历史上,我们实际上有四种不同的大气层。第一个是我们星球形成后留下的一小部分,很快就被吹走了。下一个来自地面,从地表裂缝中渗出——主要是二氧化碳和水蒸气,也有二氧化硫和硫化氢等气体。三号大气主要由氮组成,氮是从火山口排放的,数量相对较少,但能够在周围停留很长时间。最后,由于早期的光合作用生命形式,氧气开始在大气中积聚。这为能够支持复杂生命的富氧大气铺平了道路。

如果你想坐时光机回到地球遥远的过去,在外面深吸一口气,你只能回到几亿年前——在我们这个星球的历史上,只有最近才有足够的氧气来维持我们的生命。

我们呼吸的空气是如何变化的?

大气就像一个有生命的东西——它在不断进化。二氧化碳和其他温室气体的排放率正在增加,空气中的放射性物质也在增加,因为我们仍在处理1950年代核武器试验产生的辐射尘。

今天,我们在空气中还看到了许多更复杂的人造分子。如果外星人观察我们星球的大气层,这些气体的存在将是地球孕育生命的一个好迹象。类似地,下一代望远镜应该允许我们开始在遥远的系外行星的大气层中寻找这些复杂的气体,帮助我们寻找外星生命的最佳候选者。

我认为这也是不可避免的,我们将发现一个拥有大量混合气体的系外行星,让我们得以生存。困难的部分将是弄清楚如何到达那里。

关于空气,你还发现了什么有趣的故事?

我最喜欢的书之一是查尔斯·狄更斯。在他1853年的小说中荒凉山庄,一个名叫克罗克的角色似乎会自燃,变成一堆灰烬。当时,科学家们开始弄清楚呼吸是如何工作的,他们也开始把燃烧和空气中的氧气联系起来。所以有些人认为,如果我们体内有大量的氧气,我们可能会自燃。这些想法可能影响了狄更斯,以及目击者的叙述。但是现在,当然,我们知道这是不可能的。人体高达75%是水,即使是最严重的发烧也不能让我们热到足以生火。

山姆·基恩(Sam Kean)的《凯撒的最后一口气》(Caesar’s Last Breath)将于7月20日上映(20英镑,双日出版社)
凯撒的最后一口气山姆·基恩(Sam Kean), 7月20日出版(20英镑,双日出版社)

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