好神奇！即使相隔万里，也会呼吸同一个原子

　　人与人之间的联系从来没有像今天这样紧密过，飞机可以在一天之内把人送到地球上的任何一个角落，而移动互联网则可以实现地球上任意角落的实时通信。把地球叫做地球村一点都不过分。但这里要给大家介绍的是，在原子层面，人与人之间的联系，超乎想象。
　　为了说明人与人之间在全球范围内的原子层面的联系，需要拥有＂上帝＂视角，好在，高度发达的航天技术给我们提供了这样的条件。尽管地面上的人们感觉地球是一个非常大的物体，但终究还是很有限。
　　在中央气象台的动态卫星云图中，能看到云层划过弧形地平线然后出现在相反的地平线上。从部署在太空轨道上的人造卫星和空间站拍摄的地球照片中可以发现，地球就像一颗淡蓝色的珠子，镶嵌在漆黑的宇宙背景之中。
　　大气层就像是一个薄薄的膜，大部分空气分子都在引力的作用下被压缩到距离地表16千米之内的空间中。这层膜的厚度与地球的直径1.27万千米相比，不值一提。在距离地表16千米之外，每立方米只有几个原子，就是太阳系内的相对真空。
　　大气薄膜的成分并非一直如此，现代大气是在地球形成和演化过程中逐渐形成的。
　　研究表明，现代大气的形成经历了原始大气、次生大气演化、并于距今大约4.5亿～3.5亿年前，随着陆地植物的出现和进化，永久性地增加了有机碳埋藏，CO2和CH4再次减少，并把大气氧含量推高到现今的浓度（21%），这个氧化事件建立了一个新的动态稳定状态，即现代大气。
　　现代大气由多种气体成分以及悬浮其中的固态或液态颗粒物（称为大气气溶胶粒子）构成。气体成分有N2、O2、Ar、CO2、H2O、O3、H2、He、Ne、Kr、Xe等，颗粒物有尘埃、烟粒、盐粒、水滴、冰晶、有机粒子（花粉）等。生命的出现和生物圈的形成在现代大气的形成和演变起了重要作用。
　　科学家们研究发现，大兴安岭森林产生的氧气，只需要两个月就能遍布半个地球，而遍布整个地球则只需要一年多一点的时间。通过持续监测大气中氧气和二氧化碳的含量，可以非常清晰地看到由于植物受到昼夜更替、四季循环对氧气和二氧化碳含量的敏感影响。
　　由于人类需要通过呼吸来获取氧气，并将其变成二氧化碳和水从而获得生命活动所需要的能量，这就使得人类通过呼吸作用多多少少地与植物产生了联系。真正的循环并不是在氧气分子，而是在原子级别的循环。
　　氧气的分子通过呼吸作用进入人体之后，氧分子会被拆分开，参与化学反应后成为水分子和二氧化碳分子中的氧。而水和二氧化碳排出人体之后，就有可能来到植物旁边，被植物吸收。通过光合作用水和二氧化碳中的氧原子又会变成氧分子重新进入大气中，最终进入我们的肺。
　　阳光是这一切的根本动力，只要有阳光，植物每天都会进行大量的光合作用，产生大量的氧气，这些氧气除了主要供给植物自身，多余的就从气孔喷射到空气和海洋中。这些氧分子都不会永恒存在，它们有可能变成铁锈、或者在闪电中与氮气结合变成化合物，又通过各种方式变成组成我们身体的一部分。
　　在地球这样一个生机盎然的星球上，任何分子的消亡都是必然的，在历史的长河中也是无关紧要的。根据理论推测，按目前地球上氧气的生产速率，大约需要几百万年就可以将海洋中每一个水分子分解一遍。自4亿年前陆地植物诞生以来，它们的光合作用相当于将所有的地表水分解了60遍。
　　正是由于上述原因，可以说，你现在呼吸的一部分氧气分子，也是当年爱因斯坦曾经呼吸过的。当然了严格地说，应该是氧原子，因为氧分子中的两个氧原子可能有不同的来源。
　　尽管无法精确计算出，究竟一次呼吸到底能有几个爱因斯坦呼吸过的原子进入我们的身体，但是很多数据来源都给出差不多接近的一个数值范围：1~15个。那么这个数值是怎么估算出来的呢？
　　首先我们需要了解空气中的原子总数，很显然精确数值是无法给出的，但是可以用大气的总质量计算出一个数量级，大约是10^44个，其中大约有21%是氧原子。再考虑大气与海洋之间的气体交换，肺部的平均容积，人类的平均呼吸频率，因此给出大致估算是1~15个。
　　需要注意的是，我一直在强调的是氧原子而不是氧气分子。事实上，我们和爱因斯坦呼吸同一个氧气分子的可能性为零。这是因为氧气是一种特别活跃的气体，它可以随着闪电、生锈、燃烧等进入氧的循环当中，原来的氧气分子都将不复存在。可以说，今天的氧气分子都是非常年轻的。
　　结合上面这些事实，我可以毫不夸张地说：即使是个超级宅，从来不出门，仍然可以在大约一年多一点的时间里，与地球上所有的人之间都发生原子级别的交换。这是不是很神奇呢？
　　文/郭哥聊科学，图片来自网络，侵删。