如果光合作用停止了呢?

由:劳里·l·鸽子

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三叶草,像所有的植物一样叶绿素,通过光合作用产生能量。
迈克尔•莫勒/ EyeEm /盖蒂图片社

这是大多数孩子在科学课上学到的一个概念:光合作用将光能转化为化学物质能源.从本质上讲,光合作用是一个让植物甚至藻类生存和生长的燃料过程。那么,如果光合作用突然停止会发生什么呢?

如果光合作用突然终止,大多数植物会在短时间内死亡。尽管它们可以坚持几天——在某些情况下,甚至几周——但它们的寿命在很大程度上取决于它们在细胞内储存了多少糖。大例如,由于它们的能量储备和缓慢的使用速度,它们可能能够坚持几年,甚至几十年。然而,大多数植物将会枯萎,依赖它们的动物也会如此。所有的食草动物都死了,杂食动物和食肉动物也会紧随其后。虽然这些食肉动物可以吃周围所有的尸体,但这些食物维持不了几天。然后那些暂时依靠它们维生的动物就会死亡。

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这是因为如果光合作用停止存在,地球将不得不陷入黑暗。要做到这一点,太阳必须消失,使地球表面温度骤降,进入一个永无休止的寒冷冬季。在一年内,它将在零下100华氏度(零下73摄氏度)触底,导致一个纯粹冰冻苔原的星球[来源:Otterbein].

讽刺的是,如果太阳晒得太亮,就会导致光合作用停止。过多的光能会破坏植物的生物结构,阻止光合作用的发生。这就是光合作用过程在一天中最热的时候停止的原因。

无论罪魁祸首是阳光过多还是不足,如果光合作用停止,植物将停止将二氧化碳——一种空气污染物——转化为有机物质。现在,我们依靠光合植物、藻类甚至细菌来循环利用我们的空气。没有它们,氧气的产生就会减少[来源:哈伯德].

即使地球上所有的植物都死亡了,人们仍会足智多谋——尤其是当他们的生命有赖于此时。科学家正在开发的一种人工光合作用过程可能会成为世界上最大的问题解决方案。利用人工“叶子”,科学家们成功地利用了阳光,重现了光合作用。叶子实际上是一个硅太阳能电池,当它被放入水中并暴露在阳光下时,就会从一边产生氧气泡,从另一边产生氢气泡——本质上是分解氧气和氢气。虽然这一想法被设计为一种潜在的生产清洁能源的方法,但它对重新创造光合作用的大气也有影响[来源:钱德勒].

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  • 钱德勒,大卫。“‘人造树叶’利用阳光制造燃料。”麻省理工学院。2011年9月30日。(2015年4月12日)http://newsoffice.mit.edu/2011/artificial-leaf-0930
  • 哈伯德,伯大尼。《光合作用的力量》西北大学。2012年11月19日。(2015年4月12日)https://helix.northwestern.edu/article/power-photosynthesis
  • Otterbein,冬青。“如果太阳熄灭了,地球上的生命能存活多久?”受欢迎的科学。2013年7月16日。(2015年4月12日)http://www.popsci.com/science/article/2013-07/if-sun-went-out-how-long-could-life-earth-survive

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