科学探索|航天员在太空呼吸的氧气从哪来？航天员在太空呼吸的氧气从哪

宇航员在太空执行任务，为何可以在空间站待很久？氧气从何而来？2021年4月初，笔者参加了一个考察队，前去确认一个台站选址，用来安放探测太空现象的仪器设备，监测太阳活动影响下地球周围的宇宙空间的状态和变化。其中一些设备对人类活动影响很敏感，所以往往需要安放在地广人稀的偏远地区。

这不，其中一个备选站点就是西藏的那曲地区。那曲位于西藏北部，地处青藏高原腹地，是长江、怒江、拉萨河、易贡藏布等大江大河的源头。那曲市东部属高原山地，海拔在3800-4500米之间，平均海拔约4100米。这次的站点，海拔大约在4800米左右，考察队下火车不久测了一下，差不多就4400米了。

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作为一个土生土长的中原人，笔者早早就出现了头疼等症状。考察队有多人需要吸氧，幸好旅馆都有氧气释放，药店也可以买氧气。一个可供吸40分钟氧气的充气枕卖50块钱，充气只需要5块钱。所以我们开玩笑说贵的不是氧气，是吸氧气的“资格” 。
Part.1
什么是“高原反应”？
高原反应，也叫高原病、高山病，严格说，它是高原病的一种分型。从低海拔地区急速进入海拔3000米以上高原，暴露在低压低氧环境后，会产生各种不适，这就是高原反应，是高原地区独有的常见病，
常见的症状有头痛，失眠，食欲减退，疲倦，呼吸困难等。
【科学探索|航天员在太空呼吸的氧气从哪来？】头痛是最常见的症状，常为前额和双颞部跳痛，夜间或早晨起床时疼痛加重。以笔者这次的经历为例，晚上睡觉感觉头一直隐隐的疼，睡不踏实，早上起来显得特别精神不振。
高原上的气压通常是平原上的1/2，氧气含量也相对比较稀薄，氧气的缺失造成了我们常说的高原反应。对于身体较为薄弱的人来说，就会出现基础疾病加重，甚至出现上述的头晕、头疼、呼吸困难、心悸、疲劳、乏力等情况。通常轻症者经过3-5天的时间，进行一定程度的吸氧，症状可以逐渐消失并且缓解；但是如果是高原反应重症者，会出现明显的高原性肺水肿和脑水肿，是非常危险的。

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（图片来源：https：//inews.gtimg.com/newsapp_bt/0/11853206941/641）
Part.2
为什么越往地球高处，氧气就越少？
咱们周围的空气虽然看不见摸不着，但其实也被地球重力吸引、也有重量。只不过是因为我们习惯了地球表面的气压，人体能够达到内外压力平衡，才不会觉得自己被“压扁了” 。
既然空气是由地球引力集中在地球周围的，那么离地越近，引力越强，聚集的气体也就越多，气体的压强也越大。而离地远的时候，引力较弱，气体也没有那么密集，压强较小。
换一个说法，气压是从我们所站的位置，向上延伸到大气上界的垂直空气柱所受到的重力。假如笔者爬到4800米的那曲站点，头顶的空气柱是从4800米开始往上直到上千公里的，缺少了最下方那4800米，空气柱对底面的压力远远比不上在平原处受到的完整空气柱的压力；相应的，压力较小的地方压缩的空气密度也较小，4800米处空气密度也小于平原。
因此，越往高处，空气压力和密度越低，直到“真空” 。空气密度低了，空气中的氧气的量也少了。而且由于氧元素较重，其实较高高度氧的下降会更快，后来空气里只剩下氢，甚至低到什么空气都没有。然而我们人类赖以生存的，正是空气中的氧气。