空気中の酸素濃度が増えたら？

質問

空気中には酸素が2割程度含んでいるらしいです。
仮定の話ですが、
その酸素濃度が50％とか100％になったら、
人間などの生き物にはどの様な影響があるでしょうか？

酸素ばかりで頭が活性化するとか？
未熟児の保育器には酸素が多すぎると脳に障害が出るらしいですが、
分かる方があれば想像でも良いので教えてください。

回答No.10

sakamatuge · ベストアンサー

酸素はヘモグロビンで運ばれ、このシステムは２０％用に出来ているので、酸素濃度が増えても、血液に物理的に溶解する分がヘンリーの法則に従って増えるだけで体内に取り込まれる量は思った程には増えません。ただし、酸素を過剰に取り込むと活性酸素というのが増え、いろいろ悪いことが起こります。一次都会のあちこちにあった酸素バーがこの話の影響で、すっかりはやらなくなりました。未熟児の問題は、脳障害より主として網膜が広がらなくなる眼の問題です。

　それより、住環境として山火事で森林は全滅、接触程度の軽微な交通事故で鉄まで燃えだしますので、あっという間に少なくとも脊椎動物は全滅すると思いますよ。窒素様々です。下記の本も参考になります。

　ところで、so-tyannさんの「１００年前は空気中の酸素は２３％～２４％あったとされ、」は間違いです。18世紀のファラデー著の「ローソクの科学」にも酸素は2割と書いてあります。酸素濃度の変化とその生物への影響は文藝春秋の「恐竜はなぜ鳥に進化したのか 絶滅も進化も酸素濃度が決めた」に詳しく書いてあります。

mudaoradora　さんの「二酸化炭素も毒ですよ．30％とかで危険」も30%は間違い、わずか７％で炭酸ガスナルコーシスのため数分で意識を失います。アポロ１３でCO2濃度を気にしてるのもこのためですし、昔サツマイモを保存する目的で畑に
掘っただけで蓋もしてない穴で子供がよく中毒死したのもこの濃度だからです。保健所で不要ペット殺すのに使っている毒ガスは炭酸です。

お礼

回答ありがとうございます。
いろいろと参考になります。
「恐竜はなぜ鳥に進化したのか」
は是非読んでみたいと思います

回答No.11

sakamatuge

他の回答者の内容を読ませていただき、少し気になる点がありましたので補足させて
いただきます。

少し話がむずかしくなりますが、この手の話で問題になるのは、酸素の濃度ではなくて、
酸素の分圧なのです。海抜０メートルの大気圧は1013hPa(ヘクトパスカル)が、トリチェリー
の実験の水銀柱760mmにほぼ等しく、その2割、760 x 0.2 = 152 mmHg が酸素分圧です。
　高地では、酸素の割合は2割のままですが、760が500とかに減るので、酸素が薄くなる
のです。肺の中は、完全に外気と入れ替われないこと（死腔を調べて下さい）や体温の
温度の為、水蒸気の分圧が高いことや炭酸ガスが多いことなどで、酸素分圧は100mmHg
ほどです。
　ヘモグロビン(Hb)は100 mmHgでほぼすべてが酸素と結合してしまい、それ以上酸素
分圧が上がっても酸素と結合出来るものは残っていないので、残りはヘンリーの法則に
従い、物理的に体液に解ける量　分圧(mmHg) x 0.03 mM /LmmHg で血液１Lあたり
500 mmHg増えても15 mM増えるだけ。
　一方、Hb濃度は約16g/dLで分子量は約64000。1分子に4分子酸素がつくので、100%
飽和ている時、Hbに結合している酸素は約10mMでその8割が毛細血管部分で外れるの
です。物理的溶解分の差2 mMも考慮すると呼吸が同じでも2.5倍弱、呼吸が遅くなる分も
考えると2倍程度にしか増えないのです。
　実際、一酸化炭素中毒でHb輸送が潰れた時、物理的溶解だけで酸素を補給するのは、
一気圧では足りず、高圧酸素のタンクに入れます。

お礼

回答ありがとうございます。
私の理解をはるか超えたところの理論です。

今の状況が今の生物に適合しているのだと強く思いました。

回答No.9

雪中庵（@psytex）

多くの生物は、成長が増進します。
実際、脊椎動物でも、魚の養殖においては、空気で泡を出していたのを、
酸素ろ過膜方式（酸素が30～40％に増える）にしたところ、魚の大きさが
（種によっても違うが）倍になった、という話がありました。
人間でも、酸素カプセルで30％程度の酸素濃度で短期間酸素吸引すると、
疲労回復効果が確認されています。
ただし、長期にわたって続けると、酸素摂取能力が低下（＝適応）して、
通常の空気で呼吸が苦しくなる症状もあるようです。
酸素マスクにおいて、高酸素濃度で長時間（50％以上で48時間とか）
吸引すると、酸素中毒（肺の損傷etc.）になります。

お礼

回答ありがとうございます。
徐々に酸素の正体が分かってきました。
..

回答No.8

notnot

#4です。すみません。まちがい。
＞空気の酸素は約三割です。
これは宇宙船内の気体の組成です。自然界の空気はお書きのように約二割です。

お礼

わざわざ修正ありがとうございます。
..

回答No.7

so-tyann

こんにちは

空気中の酸素は２０．９％質量は２３％ですが、高地などは低下します。
エヴェレストなどは無酸素登山（酸素ボンベを使わない）は大変難しいですね。

酸素は、呼吸をする生物によっては必須であるが、同時に有害でもある[29]。呼吸の過程や光反応などで生じる活性酸素は、DNAなどの生体構成分子を酸化して変性させる[30]。純酸素の長時間吸引は生体にとって有害である。未熟児網膜症の原因になったり、60%以上の高濃度酸素を12時間以上吸引すると、肺の充血がみられたりし、最悪の場合、失明や死亡する危険性がある。（ウィキペディアより）

１００年前は空気中の酸素は２３％～２４％あったとされ、そうなると大型昆虫や恐竜的な生物の誕生もあるかもしれませんね！
多少の酸素の吸引は脳や筋肉にはいいと言われ実際にいろいろ利用されてますが、長時間はリスクありですね。

お礼

回答ありがとうございます。
勉強になります。..

回答No.6

tanuki4u

たぶん哺乳類は絶滅か、現状の種としては生き残れない。

http://structure.cande.iwate-u.ac.jp/miyamoto/ground/yagico2.htm
石炭紀に近くなりますが、早い話が
　Aの酸素濃度の時代　と　Bの酸素濃度の時代の間に生物大絶滅が起きていますので、哺乳類の中の人類の瑣末な影響など、検討することも意味のない話

お礼

回答ありがとうございました。
参考になります。

回答No.5

mudaoradora

酸素は実は毒です．
大気中に20％程度である場合は何の問題もないですが
高濃度(40％くらいだったかな)になってくると毒ガスと化します．
酸素は活性の高い分子です．
代謝によって体内でエネルギーを作り出すためは
酸素の高い活性が必要です．
しかし，活性が高いということはもろ刃の剣でもあります．
酸素は細胞のエネルギーを作る働きをするものもあれば，
体内の細胞にダメージを与える場合もあります．
ダメージを与える酸素を活性酸素といいます．
酸素過剰の状態では体内に活性酸素が発生しやすくなるため
体に害をおよぼします．

基本的に酸素の行き来が多い毛細血管などが
破壊されることが多いらしいです．
高濃度の酸素は失明なんかも引き起こします(酸素濃度60%くらい)．
脳も酸素がたくさん集まりますから破壊されるでしょうね．

50％～100％では酸素を必要とするような地上の生物は
ほとんど死滅しているでしょうね．

ちなみに酸素濃度が低くてもダメです．
15％くらいでローソクの火が消えます
10％ぐらいで人は死亡の危険が出てきたかと思います．

あと二酸化炭素も毒ですよ．
30％とかで危険だったと思います．
ちなみに大気中の二酸化炭素濃度は0.03％ですので
全く心配しなくていいですよ．

お礼

回答ありがとうございます。
もっとも生きていくうえで必要な酸素が毒になるとは・・・。
..

回答No.4

notnot

空気の酸素は約三割です。
100%になると、酸素は、化学結合の力が強いので、いろいろ不具合が出そうですね。

とりあえず事実だけ書くと、現在の宇宙船、国際宇宙ステーションなどは、空気と同じ窒素7割、酸素3割の一気圧の気体を使っていますが、初期のアメリカの宇宙船は1/3気圧の100%酸素を使っていました。すくなくとも数日の生活であれば、人間に影響は無かったようですので、酸素濃度だけでなく気圧も関係すると思われます。
ロシア(ソ連)の宇宙船は最初から空気型。アメリカも空気型に変えたのは、アポロ6号の船内火災で3人死んでからです。

お礼

回答ありがとうございます。
アポロ6号のことは知りませんでした。
ちなみにアポ11号の月面着陸はTVでライブで見た世代です。

回答No.3

g_liar

「空気中の…」と言うことは大気の組成が変わって酸素濃度が５０％や１００％になると仮定するんですよね？

Wikipedia：酸素中毒
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E7%B4%A0%E4%B8%AD%E6%AF%92

地球上のほとんどの生物が酸素中毒で死に絶えますね。
酸素中毒は、酸素ボンベを背負ってもぐるダイバーさんには身近な問題らしいです。

http://www.diversclinic.jp/6/sanso1.html

上のページの４分の３ほどの「酸素中毒」の項目に以下の記述があります。
>>大気圧下で純酸素（１００％）を吸入しても、６時間程度であれば、臨床的な危険性はないとされています。

逆に言うと６時間以上吸っていれば危険だと言うことで・・・
高濃度の酸素は生物にとって「毒」らしいです。

お礼

回答ありがとうございます。
リンクも読ませていただきました。

回答No.2

alrai

私の考えですが、空気中の酸素濃度が上がると人間の血中酸素濃度も上がり、体(特に肺)に何らかの障害が発生するのではないかと考えます。

酸素濃度は多少低くても大丈夫なようですが・・・(URL参照)

参考URL：

http://www.guardian.co.uk/science/2009/jan/07/oxygen-mount-everest-intensive-care

お礼

回答ありがとうございます。
リンクは翻訳ソフトを入れなおしてじっくり読みたいと思います。

回答No.1

noname#160321

地球考古学的には酸素濃度50％の時代があったそうなので、その辺は問題無いでしょう。
100％になると(山)火事が消えないのでかなり生活しづらいでしょう。

お礼

回答ありがとうございます。
50％の時代とは勉強になります。