氧在元素周期表上排行老八，这是一个很吉利的数字，也确实，氧虽然比锂铍硼碳氮都要重，在宇宙中却比它们都要多，是宇宙中丰度排名第三的元素，仅次于氢和氦。
我们已经知道，在宇宙大爆炸中，直接产生的比较成规模的元素只有氢和氦这两种，和大部分元素一样，氧也是来源于恒星中的核聚变。
氧在自然界中有三种同位素，16O，17O和18O，在前面碳的篇章中，我们提到三个阿尔法粒子（4He）形成一个碳核（12C），其实这个反应还可以继续下去，碳核（12C）可以继续和一个阿尔法粒子（4He）生成氧核（16O）。另外16O还会从氖元素的衰变中产生，也是因此，16O的丰度是最高的，达到了99.762%。在前面氮的篇章中，我们已经提到，恒星中存在一种CNO循环，这个循环除了生成氮元素，还会产生一些17O。而18O由CNO循环中生成的14N结合一个阿尔法粒子（4He）而生成。就这样，在同一个恒星中，这三种同位素竟然会出现在不同的圈层。
【这是一个超大恒星的圈层示意图，这个恒星估计差不多有9个太阳那么重，已经到了暮年，它可以分成若干个圈层，由它体内丰度较高的元素构成。其中O层中基本都是16O，而17O位于H层，而18O位于He层。】
在我们地球上，氧是地壳中丰度最高的元素，竟然占到49.2%的质量。各种各样的矿物，大多数都是以氧化物或者盐的形式存在着。
就是再深入一点，到了地幔，氧的丰度仍然是最多的，占到44.8%，可以说，氧帮助把众多的元素固定在地球上。
在大气中，我们都知道，氧气占有21%，这些活跃的气体支持着生物的生长，氧气真是生命的气息。
至于在海洋中，氧元素就更多了，占到了88.9%，我们知道这就是氧在水分子中的比例。水是由氢和氧组成的，我们幸运的地球上有足够多的氧气，将氢元素固定在海洋里，否则，原子量最小的氢元素将在太阳风的吹拂下散逸到太空中，地球上也就无法有这么多水，更难以产生生命。
【地球上，除了最深处的地核，在大气、地壳和地幔中，氧元素的含量都是最高的。】
一般认为氧气不溶于水，但是在化学的世界里，往往没有绝对的事情。实际上氧气微溶于水，每一升水仅能溶解30毫升的氧气，水中的微生物、藻类、鱼类和其他海洋生物都是靠这么点氧气而活着。
温度越低，氧气在水中的溶解度越高，这种性质对地球上的生物尤为重要。相对于热带，极地的寒冷海洋中拥有更高含量的氧气，因此在寒冷海洋中，生物的密度更高，这是不是有点改变你的三观？
【全球海洋的含氧量示意图，越暖的色调（红黄）代表含氧量越高，越冷的色调（蓝紫）反之。】
在水、病毒那些篇章中，我们提过水体中存在大量的细菌和病毒等微生物，这是它们的小千世界。几乎所有这些微生物都是靠氧气来生存的，如果人类的活动排出的污水中含有的营养物质过多，比如含氮、磷等元素的化合物，就会让微生物迅速繁殖，这些微生物会迅速将水中的氧含量消耗殆尽，这叫做水体的“富营养化”。水中仅有的氧气都被微生物抢走了，而且大多数微生物是不能被鱼类食用的，鱼类等大型生物会因窒息和中毒而死。
因为这个道理，对于污水排放需要检测的一个关键数据就是化学需氧量（COD），这其中，还考虑到一些化学物质本身的降解也需要消耗氧气。显然，COD的数值越大表明水体的污染情况越严重。
【人类的活动在各方面影响了环境，湖泊的水体流动速度相对较慢，水体更新周期长，更容易“富营养化”，近年来，原本美丽的太湖、巢湖等淡水湖泊饱受困扰。】
古气候学家对地球的历史很感兴趣，他们找到一个很好的方法，那是研究海洋中的氧。
原来，含有16O的水分子比含有18O的水分子分子量小，更容易蒸发，这种细微的差别可以被悠久的历史所放大，我们能看到在海水中，18O会比雨水中的含量更多。在低温下，这种差别更加明显。所以，古气候学家会检查古生物化石中的氧原子，18O丰度和正常的差别越大，就说明该年代的气候越冷。另外科考队去南极钻探，得到远古的冰芯，检测冰芯中18O和正常的差别，也是一种办法。
【古代海洋生物的化石对我们还有更大的用处。】
我们再将眼光从海洋投放到更高远的太空。现代理论认为，太阳系形成于一团气体云，在引力作用下，中心聚集成太阳，周边的气体首先聚集成一个圆盘，称为“原行星盘”，这个原行星盘内部由于引力的作用，才形成了各个行星。
行星地质学家根据古气候学家的思路，检测了地球、月亮、火星和陨石中16O与18O的比值，与太阳对比，结果发现太阳上16O的比值比地球更高，科学家们为这个观察结果产生了争议。
大家不要被前面提到的超大恒星所误会，根据现有理论，我们的太阳因为不够大，最多只能聚变出碳，氧元素绝不是在太阳的“低温”下聚变出来的。太阳上的氧也是来自于原始星云，是前代更大的恒星爆发后留下的物质。那么按照道理来说，因为来源一样，太阳上16O与18O的比值应该和地球完全一样。既然观测结果不一样，就说明还有一些未解之谜。
【太阳系的原始星云。】
有人提出是太阳内部还有一些未知的反应，但是恒星内部核反应已经被天体物理学家研究的体无完肤了，那么多恒星都适用的定律为什么就在太阳上不适用呢？
也有人提出来地球上有一些核反应，可能会消耗16O，可惜的是，地球上的裂变反应在其他星球也会一直存在。
还有一种可能性，那就是从原行星盘形成地球的过程中，还有一个我们未知的过程，这个过程中16O会损耗。
科学就是这样，从已知条件和理论去推导一些结论，如果这些结论与观测不符合，那么就可以说里面存在一些问题，如果修正现有理论可以符合观测，那么就修正；如果修正不了，那就需要提出新的假说，推翻现有理论。在科学的历史上，从不符合观测结果而导致的大发现比比皆是，也许氧的同位素丰度的问题会导致更大的发现。
【最新研究发现，太阳系中16O与18O的比值从内到外逐渐降低。有证据表明，行星成形于太阳周边，然后前往小行星带发展壮大，最后又回到类地行星带进入稳定的轨道。这也只是一个猜想，对氧同位素分布差异的解释将帮助我们重现太阳系的发展史。】
小测试：
1， 在下面几个地方，哪个地方的氧元素丰度是最多的。
A） 地壳
B） 地幔
C） 海洋
D）大气
2， 检测废水排放，哪个值可以反映出化学需氧量？
A） PVC
B） COD
C） VOC
D）pH
声明：本网页内容旨在传播知识，若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。E-MAIL:704559159@qq.com
