硅藻——小角色的大作用

好奇鬼/ 薛瑞诚 图/ cheese

经过几个月的装修和等待，我们一家人终于搬进宽敞明亮的新房子了！妈妈神秘地说：“为了你的健康，你的房间里‘安装’了一个大大的空气净化器。来，我带你去看看。”说着，妈妈带我走进一个房间，指着房间的墙说：“这几面墙都是空气净化器，你说大不大？”我不由得感叹：“哇！现在的科技真厉害，能把那么大的空气净化器都埋在墙里面。那开关在哪里呀？”

妈妈听到我的话，哈哈大笑起来：“怎么可能！我说的空气净化器是硅藻泥！”妈妈终于告诉了我答案。但是我却更疑惑了：“硅藻泥？”“是的，你房间墙壁上的涂料就是硅藻泥。它的主要原料是硅藻土。硅藻土是数万年前硅藻生物的沉积物，用这种材料做成的涂料具有强大的吸附能力，能够吸收空气中的异味！”原来所谓的空气净化器竟然是墙壁上的硅藻泥。我盯着墙看了很久，一点都没发现有什么特殊的地方。

那么硅藻究竟是什么东西呢？正好，老师布置的假期科学实践让我们自主选题。在重庆工商大学董帆教授的指导下，经过多日“奋战”，我终于完成了一篇关于硅藻的科学小论文。

硅藻是如何生产新鲜空气的

硅藻最早出现在白垩纪（距今约2 亿年前），是世界上非常古老的生物之一。当恐龙还没诞生时，硅藻就生活在这个世界上了，所以关于硅藻的研究对地球和人类特别有意义。硅藻有个神奇特性——吸入二氧化碳，生产新鲜空气[1,2]。

你知道吗？据估算地球上40%的氧气都是通过硅藻的光合作用产生的。它的原理是怎么样的呢？

硅藻是单细胞藻类，它的硅质细胞壁被分为两瓣，上面具有精细花纹。在水的表层，硅藻细胞中的色素能吸收光能制造养料。硅藻细胞中除了含有与植物一样的绿色的叶绿素，还含有棕色的墨角藻黄素，它使硅藻可以吸收的光谱范围更广，使光合作用效率更高。[3]

硅藻能吸收太阳光的热量，将细胞中的水分解，使水分子上的一个氢原子分离出来，一部分氢原子和二氧化碳经过复杂的化学变化后就产生了糖和淀粉。这些物质再和细胞吸收的氮、磷、硫等物质进一步作用，就形成了蛋白质和脂肪等物质。游离出来的部分氢原子，每两个和一个氧原子结合形成了水，氧分子中的另一个氧原子就从细胞里跑出来溶解到水里或者跑到大气里去了。

硅藻产生氧气的过程就是植物的光合反应的过程。光合反应就是含有叶绿素的植物在光的照射下发生化学反应，将二氧化碳和水转化成氧气和其他物质。地球上有70%的氧气是浮游生物释放出来的，浮游生物每年制造的氧气就有360 亿吨，占地球含氧量的70%以上。由于硅藻数量又占浮游生物的60%以上，这样可以推算，假设现在地球上没有硅藻了，不用3 年，地球上的氧气就耗干了，动物和我们人类也就没法呼吸了。[4]