Oxigenul joacă un rol foarte important în viața planetei noastre. Este folosit de organismele vii pentru respirație și face parte din materie organică(proteine, grăsimi, carbohidrați). Stratul de ozon al atmosferei (O 3) captează radiațiile solare care sunt periculoase pentru existența vieții.

Conținutul de oxigen din atmosfera Pământului este de aproximativ 21%. Este al doilea cel mai abundent gaz din atmosferă după azot. În atmosferă este conținut sub formă de molecule de O 2. Cu toate acestea, în straturile superioareÎn atmosferă, oxigenul se descompune în atomi (proces de disociere) iar la o altitudine de aproximativ 200 km raportul dintre oxigenul atomic și cel molecular devine aproximativ 1:10.

În straturile superioare ale atmosferei Pământului, ozonul (O 3) se formează sub influența radiației solare. Stratul de ozon al atmosferei protejează organismele vii de radiațiile ultraviolete dăunătoare.

Evoluția conținutului de oxigen din atmosfera Pământului.

La începutul dezvoltării Pământului, în atmosferă era foarte puțin oxigen liber. A apărut în straturile superioare ale atmosferei în timpul procesului de fotodisociere dioxid de carbon si apa. Dar aproape tot oxigenul rezultat a fost cheltuit pentru oxidarea altor gaze și absorbit de scoarța terestră.

La un anumit stadiu al dezvoltării Pământului, atmosfera sa de carbon s-a transformat într-o atmosferă de azot-oxigen. Conținutul de oxigen din atmosferă a început să crească rapid odată cu apariția organismelor fotosintetice autotrofe în ocean. O creștere a oxigenului în atmosferă a dus la oxidarea multor componente ale biosferei. La început, oxigenul din mările precambriene a fost absorbit de fierul feros, dar după ce conținutul de fier dizolvat din oceane a scăzut semnificativ, oxigenul a început să se acumuleze în hidrosferă, iar apoi în atmosfera Pământului.

Rolul proceselor biochimice ale materiei vii din biosferă în formarea oxigenului era în creștere. Odată cu apariția vegetației pe continente, a început etapa modernă în dezvoltarea atmosferei Pământului. Un conținut constant de oxigen liber a fost stabilit în atmosfera Pământului.

În prezent, cantitatea de oxigen din atmosfera Pământului este echilibrată în așa fel încât cantitatea de oxigen produsă este egală cu cantitatea absorbită. Pierderea de oxigen din atmosferă ca urmare a proceselor de respirație, descompunere și ardere este compensată de oxigenul eliberat în timpul fotosintezei.

Ciclul oxigenului în natură.

Ciclul geochimic al oxigenului leagă învelișurile de gaz și lichid cu scoarța terestră.

Punctele sale principale:

• eliberarea de oxigen liber în timpul fotosintezei,
• oxidarea elementelor chimice,
• pătrunderea compuşilor extrem de oxidaţi în zonele adânci Scoarta terestrași recuperarea parțială a acestora, inclusiv datorită compușilor de carbon,
• îndepărtarea monoxidului de carbon și a apei la suprafața scoarței terestre și
• implicarea lor în reacția de fotosinteză.

Orez. 1. Schema ciclului oxigenului în formă nelegată.

Acesta a fost articolul Oxigenul din atmosfera Pământului este de 21%. ". Citește mai departe: „Dioxidul de carbon în atmosfera Pământului”.

Articole pe tema „Atmosfera Pământului”:

• Impactul atmosferei Pământului asupra corpului uman odată cu creșterea altitudinii.
• Înălțimea și limitele atmosferei Pământului.

Cauza oxigenului în atmosfera Pământului și cauza vulcanismului pe Pământ sunt aceleași. Aceasta este căldura proprie a planetei, generată de fiecare atom în timpul procesului de metabolism.

Cauza vulcanismului pe Pământ

Cauza vulcanismului pe Pământ este căldura generată de întreaga masă a planetei în timpul procesului metabolic. Adică motivul este același ca pentru Io.

Estimarea mea: energia Pământului 0,2*10^15 J/sec (conform teoriei).

Conductivitatea termică a plăcilor litosferice și a fundului oceanului este mică pentru a elimina această energie. Prin urmare, căldura este îndepărtată prin vulcanism. Din cei 10.000 de vulcani înregistrați pe Pământ, cei mai mulți sunt sub apă. Ei încălzesc oceanul. O parte mai mică este suprafața. Ele încălzesc atmosfera.

Distrugerea apei

Apa oceanică intră în contact cu cantități uriașe de magmă topită eruptă de vulcanii subacvatici. Și din acest contact este distrus în oxigen și hidrogen. Ambele gaze plutesc la suprafață. Hidrogenul ușor se ridică în atmosfera superioară și se combină cu ozonul pentru a forma apă. Apa se condensează și este vizibilă ca nori cirus la o altitudine de 30 km (în imagine). Prin precipitații, apa cade din nou pe pământ. Și se formează „găuri de ozon” în atmosferă. O parte din hidrogen este suflat de vântul solar și transportat în spațiu. Oxigenul este greu, așa că se concentrează la suprafața Pământului. Acesta este oxigenul pe care îl respirăm cu toții!!!

Mi-am dat seama de asta după ce m-am uitat film documentar„Bomba” cu hidrogen este sub picioare și sub economia petrolului.”

Cauza oxigenului în atmosfera Pământului

Concentrația de oxigen din atmosfera Pământului este cauzată de activitatea vulcanică subacvatică. Și activitatea vulcanică este cauzată de căldura proprie a planetei generată în procesul de metabolism!!! Acesta este motivul pentru care concentrația de oxigen este stabilă.

De asemenea, plantele eliberează oxigen în timpul fotosintezei. Și, de asemenea, prin distrugerea moleculelor de apă. CO2 și H2 se combină pentru a forma o hidrocarbură, iar o moleculă de oxigen intră în aer.

De ce cred că plantele nu sunt responsabile pentru concentrația observată de oxigen în atmosfera Pământului? Mai multe despre asta mai jos.

Procentul de oxigen din atmosferă, anterior

Fosilele de plante și animale antice aveau dimensiuni foarte mari. Dimensiuni care nu pot fi atinse cu concentrația actuală de oxigen din atmosferă. Era mai mult oxigen. Și acest lucru decurge logic din ideea de distrugere a „Planetei antice”. Imediat după distrugerea sa, foarte suprafețe mari magma, din cauza reducerii dimensiunii plăcii litosferice. Apa oceanului a răcit magma. Dar distrugerea apei a fost la scară foarte mare. Mult mai mult oxigen a intrat în atmosferă din ocean. Și oceanul în sine a fost puternic saturat cu oxigen, ceea ce a contribuit la creșterea animalelor marine la dimensiuni mari. Pe măsură ce fundul s-a răcit, s-au format noi plăci inferioare, devenind un izolator termic. Și după aceea, excesul de căldură a început să pătrundă la suprafață prin vulcanism, la joncțiunile plăcilor tectonice.

Rata de distrugere a oceanelor Pământului

Este posibil să se estimeze timpul de distrugere completă a oceanelor Pământului.

Pierderea hidrogenului are loc din cauza suflarii sale de către vântul solar în spațiu. Rata de explozie a hidrogenului este de 10% din ceea ce este în atmosferă – 250.000.000 de tone/an. La o asemenea rata de pierdere a hidrogenului, Pământul este în pericol de deshidratare (după ipoteza mea, originea sa este din apă). Rata de distrugere a apei este de 2,25 km3/an. Va dura 645 de milioane de ani pentru distrugerea completă a tuturor oceanelor Pământului.

Notă.

1. Rata de suflare a hidrogenului este de 250.000 tone/an. Informații din film: „Bombă cu hidrogen sub picioare și sub economia petrolului” tabel timp de 7 minute și 30 de secunde.

2. Rata de suflare a hidrogenului este de 10% din ceea ce este în atmosferă. Același film, actorie vocală la 45 de minute.

Presupun că au uitat să scrie trei zerouri în tabel. Artistul care a făcut masa a uitat. Vorbitorul a spus numărul corect în formă proporțională.

Soarta lui Venus

În ceea ce privește al doilea mare fragment al „Planetei antice” - Venus. A primit mai puțină apă oceanică și foarte puține plăci continentale (doar două = 10% din suprafața sa). Nu era suficientă apă pentru a răci magma expusă. Ca urmare, descompunerea apei a dus la formarea unor cantități uriașe de oxigen și hidrogen.

Ridicându-se în sus, o parte din hidrogen s-a combinat din nou cu oxigenul și a căzut sub formă de precipitații răcite. Dar hidrogenul a fost suflat din atmosferă de vântul solar foarte intens, deoarece planeta s-a dovedit a fi mai aproape de Soare decât Pământ și câmpul său magnetic s-a dovedit a fi slab.

Atmosfera lui Venus a devenit foarte oxigenată. Oxigenul combinat cu carbonul formează CO2, care acum reprezintă 96,5% din atmosfera lui Venus.

Căldura proprie generată de materia lui Venus este de 0,117*10^15 J/sec (calculată, conform teoriei). Pentru a elimina toată căldura generată de materia lui Venus și primită de la Soare, este suficientă o temperatură la suprafață de -20C°.

Dar Venus a moștenit o atmosferă de azot mai densă decât Pământul, ceea ce a creat un efect de seră mai pronunțat.

Volumul atmosferei de azot moștenit de Venus este ușor de calculat. Ceea ce avem acum este 1,88*10^19 kg. Care este de 4,9 ori mai mult decât azotul din atmosfera pământului. Plus azotul care s-a transformat în carbon din cauza radiației solare și, combinându-se cu oxigenul, a devenit dioxid de carbon - 1,42 * 10^20 kg. Care este de 36,85 ori mai mult decât azotul din atmosfera pământului. În total, în atmosfera lui Venus, a existat de 41,75 de ori mai mult azot decât există acum pe Pământ 1,61*10^20 kg.

Hidrogenul din apa distrusă a fost suflat intens în spațiu. O atmosferă foarte puternică de CO2 a acoperit planeta de radiația de căldură, ca o pătură. Planeta este foarte fierbinte la suprafață (464C°). Apa a dispărut.

Cu aceeași rată de pierdere a hidrogenului ca pe Pământ, Venus și-ar pierde complet oceanul în 189 de milioane de ani!!! Dar rata de pierdere a hidrogenului pe Venus a fost mult mai mare. Și-a pierdut oceanul în mai puțin de 4.000.000 de ani.

Puțin mai puține oceane (1/3 din cea a Pământului), o atmosferă mai densă de azot (de 42 de ori mai mult decât cea a Pământului), ceva mai puține plăci continentale (de 3 ori mai puține decât cele ale Pământului), puțin mai aproape de Soare (mai mult vânt solar) , un câmp magnetic slab - și cu totul altă soartă!!!

Soarta Pământului

Soarta lui Venus așteaptă Pământul!!!

Nu în viitorul infinit, ci în mai puțin de 645 de milioane de ani.

Evoluţie

Întreaga istorie a formelor genetice de viață, atât pe Pământ, cât și pe Planetă antică, este cauzată de apă.

Viața nu a apărut înaintea apei.

Vulcanismul este cauzat de metabolismul materiei planetei, așa că a fost întotdeauna acolo.

Dacă a fost apă și a existat vulcanism, înseamnă că era oxigen în atmosferă.

Dacă a existat oxigen în atmosferă chiar de la originea condițiilor de viață, atunci ideea noastră despre evoluția formelor genetice de viață este incorectă! Înțelegem greșit cursul istoriei.

Problema 1: Rata de acumulare a oxigenului.

Dacă luăm că rata de distrugere a apei este de 2,25 km3/an, atunci va fi nevoie de 585.000 de ani pentru a umple atmosfera cu oxigen în volumul observat în prezent. De la zero.

Pentru a explica cei 4.000.000 de ani de existență a Pământului, trebuie să aflăm unde se duce oxigenul, astfel încât proporția să fie menținută.

Sau să presupunem că rata eliberării hidrogenului în spațiu a fost supraestimată de 4.000.000 / 585.000 = de 6,8 ori.
- Sau presupunem că oxigenul este legat de carbon în dioxid de carbon, iar apoi de plancton în carbonat de calciu, care se depune în cretă pe fundul oceanelor lumii.
- Se poate presupune că o parte din hidrogen se formează din intestinele Pământului, așa cum a afirmat teoria lui Vladimir Nikolaevici Larin. Acest hidrogen se combină cu oxigenul din atmosferă și revine la starea de apă. În acest fel, cantitatea de apă de pe Pământ crește cu 2,25 km3/an pentru a înlocui ceea ce a fost distrus. Cantitatea de apă și cantitatea de oxigen rămân constante.

Problema 2: De unde vine oxigenul?

Dacă presupunem că ipoteza mea privind formarea oxigenului din apă nu este corectă, iar tot hidrogenul pierdut prin „suflare” provine din adâncuri și se combină cu oxigenul din atmosferă, atunci rata de dispariție a oxigenului din atmosferă ar trebui să fie astfel încât în ​​585.000 de ani va dispărea complet . Odată ce oxigenul dispare, trebuie să căutăm motivul restabilirii lui.

Fotosinteza descompune apa, combină hidrogenul și dioxidul de carbon în hidrocarburi și creează oxigen liber. Adică este o sursă de oxigen. Dar fotosinteza necesită dioxid de carbon. Aceasta înseamnă că trebuie să căutăm o sursă la fel de mare de dioxid de carbon. Conversia azotului în carbon oferă o sursă de dioxid de carbon, dar duce la o scădere a azotului din atmosferă, ceea ce ar trebui să conducă în cele din urmă la epuizarea atmosferei Pământului. O altă problemă este cantitatea de carbohidrați sintetizată de plante. Ele nu trebuie distruse. În caz contrar, în timpul oxidării, carbohidrații vor deveni din nou apă și dioxid de carbon. Acest dioxid de carbon trebuie eliminat undeva pentru a explica concentrația sa scăzută în atmosferă. O astfel de sursă de reciclare este planctonul oceanic. Leagă dioxidul de carbon în carbonat de calciu și îl elimină din ciclul substanțelor pentru o lungă perioadă de timp.

Adevărul este undeva la mijloc.

Hidrogenul se ridică din adâncuri. O parte din hidrogen reduce oxigenul din compuși și se leagă în hidrocarburi, formând produse petroliere. Oxigenul eliberat iese la suprafață împreună cu hidrogenul liber, activitatea vulcanică. În atmosferă, oxigenul și hidrogenul se combină pentru a forma apă, servind drept sursă principală. Aceasta este natura apariției apei pe Planeta Antică.

Dacă hidrogenul este cauza eliberării oxigenului din compuși, atunci ar trebui să existe suficient ulei pentru a explica întreaga masă de oxigen din atmosferă, adică aproximativ 1.000.000 km3.

De asemenea, este adevărat că apa oceanelor lumii, în contact cu subsolul fierbinte din zona vulcanilor subacvatici, este distrusă în oxigen și hidrogen. Și tocmai acest oxigen, distrus de vulcani, apă este cel care provoacă oxigen liber în aer. Acest oxigen se combină cu carbonul format din azotul din atmosfera superioară pentru a forma dioxid de carbon. Dioxidul de carbon încălzește planeta ca o pătură. Dioxidul de carbon se leagă de calciu prin planctonul marin, formând carbonat de calciu (cretă). Plantele combină dioxidul de carbon cu o moleculă de hidrogen produsă prin divizarea apei, sintetizând carbohidrați. Plantele, precum planctonul, curăță atmosfera Pământului de dioxid de carbon, prevenind supraîncălzirea acesteia, așa cum sa întâmplat pe Venus.

Echilibrul termic al planetei.

Cu cât mai mult dioxid de carbon, cu atât planeta este mai caldă. Cu cât plantele distrug mai intens apa, legând CO2. Atmosfera este îmbogățită cu oxigen, ceea ce duce la o accelerare a sintezei de dioxid de carbon nou. O creștere a căldurii oceanelor lumii activează activitatea planctonului, care leagă dioxidul de carbon în cretă și îl elimină din ciclul substanțelor. Planeta se răcește, eliberată de dioxid de carbon. Planctonul împiedică supraîncălzirea planetei (Citat video 2 m14 sec)!

Cât va dura asta?

Până când tot azotul din atmosferă „se stinge”, transformându-se în cretă.

La fel, dacă planeta are 6 milioane de ani, atunci era de două ori mai mult azot în atmosfera Pământului. Atmosfera Pământului era de două ori mai densă în urmă cu doar 6 milioane de ani!!!

Masa: Cantitatea de apă și atmosferă de azot imediat după distrugerea DPl.

Pe măsură ce azotul este epuizat, atmosfera devine mai ușoară. Presiunea la suprafață va slăbi. Presiunea va fi parțial compensată de o creștere a volumului de oxigen.

Va veni un moment în care sursa de carbon (azot) pentru dioxid de carbon se va epuiza. Nu va exista nimic cu care să se lege oxigenul. Procentul de oxigen din atmosferă va crește semnificativ. Ceea ce este bun pentru respirația animalelor. Animalele vor prospera, pentru o vreme. Apoi vor începe incendiile din cauza concentrațiilor excesive de oxigen periculoase pentru incendiu. Dioxidul de carbon acumulat de plante va fi parțial eliberat în atmosferă. Acest gaz va fi legat de plancton în cretă și va ieși din ciclu. Înfometarea de CO2 pentru plante va începe. Din cauza cărora biomasa lor va scădea. În spatele acestuia, biomasa animalelor va scădea. Acest lucru se va întâmpla mai devreme decât peste 6 milioane de ani. Este greu de spus cu cât, dar este clar că mai devreme. Oceanul va exista încă 639 de milioane de ani, dar fără viață în el.

Rezultate

Este nevoie de 645 de milioane de ani pentru ca oceanele să se prăbușească complet.
Este nevoie de 15 milioane de ani pentru ca pământul să fie complet distrus de eroziune.
Este nevoie de 6 milioane de ani pentru a epuiza complet azotul din atmosferă.
Toate calculele arată un lucru: viața pe planeta Pământ nu este eternă.
Condițiile de existență a vieții genetice sunt unice și trecătoare.

Diferența de nivel de saturație cu oxigen al atmosferei Pământului este strâns legată de evoluția organismelor vii. În ultimii 400 de milioane de ani, nivelurile de oxigen au variat semnificativ, variind de la 21% nivel modern.

Oameni de știință de la Royal Holloway College, Universitatea din Londra și Muzeu istoria naturalaîn Chicago a publicat un studiu care utilizează cantitatea de oxigen din atmosferă pentru a estima cărbune, păstrată în turbării antice.

Până acum, oamenii de știință s-au bazat pe modele geochimice pentru a estima concentrațiile de oxigen din atmosferă. Există unele discrepanțe în cifre din cauza diferențelor dintre modele, dar conform tuturor modelelor, cu aproximativ 300 de milioane de ani în urmă, la sfârșitul Paleozoicului, nivelurile de oxigen erau semnificativ mai mari decât în ​​prezent. Datorită acestui fapt, a avut loc gigantismul unor grupuri de animale și insecte, cum ar fi, de exemplu, libelula Meganeura monyi cu o anvergură a aripilor de peste 60 cm. Unii oameni de știință cred că concentrațiile mai mari de oxigen au permis și vertebratelor să ajungă pe uscat.

Nivelurile ridicate de oxigen au permis existența unor astfel de insecte gigantice precum libelula Meganeura monyi, cu o anvergură a aripilor de peste 60 cm.

Concentrația mare de oxigen a fost rezultatul direct al abundenței plantelor de pe suprafața pământului. În timpul fotosintezei, plantele eliberează oxigen și acumulează carbon (care formează dioxid de carbon). Pentru o creștere procentuală netă a oxigenului din atmosferă, excesul de carbon trebuie să fie îngropat în sol. Ca urmare, răspândirea vegetației duce la o creștere bruscă a depunerilor de carbon în sol. Au fost mai ales mari în timpul Paleozoicului târziu, când s-au acumulat rezerve uriașe de cărbune.

Doctor Ian J. Glasspool(Dr. Ian J Glasspool) a explicat că concentrația de oxigen din atmosferă este strâns legată de inflamabilitatea materialelor. Cu un nivel de oxigen sub 15%, incendiile forestiere nu s-au putut răspândi. Când nivelul depășește 25%, chiar și plantele umede iau ușor foc, iar la un nivel de 30 până la 35%, așa cum era cazul în Paleozoicul târziu, incendiile erau foarte frecvente și aveau consecințe catastrofale.

Oamenii de știință au descoperit că concentrația de cărbune în straturile de cărbune a fost de aproximativ 4-8% în ultimii 50 de milioane de ani, ceea ce este aproximativ egal cu nivelul actual de oxigen din atmosferă. Cu toate acestea, au existat perioade în istoria Pământului când ponderea sa a ajuns la 70%. Aceasta indică o concentrație foarte mare de oxigen atmosferic. Aceste perioade au fost observate în perioadele Carbonifer și Permian ale erei paleozoice (acum 320-250 de milioane de ani) și în perioada Cretacicului mijlociu (acum aproximativ 100 de milioane de ani).

Acesta a fost o perioadă de schimbări semnificative în dezvoltarea florei asociate cu răspândirea noilor grupuri de plante - conifere și plante cu flori. Acest lucru a dus la crearea de îngropare mari de carbon organic și la o scădere a cantității de dioxid de carbon din atmosferă, precum și la o creștere a concentrațiilor de oxigen. Acestea sunt, de asemenea, perioade de incendii intense și eroziune severă.

Cercetătorii notează că principalul mister este motivul pentru care proporția de oxigen s-a stabilizat în cele din urmă cu aproximativ 50 de milioane de ani și rămâne încă la același nivel.

O relație atât de strânsă între cantitatea de vegetație și concentrația de oxigen din atmosferă, precum și durata procesului de stabilizare a acesteia, care a durat milioane de ani, sugerează că ecosfera Pământului este mai fragilă decât credem. După sute de ani de cercetări, nu știm totul despre asta. Este posibil ca creșterea concentrației de dioxid de carbon în atmosferă să se datoreze încă parțial defrișărilor, și nu doar emisiilor de la întreprinderile industriale.

Spre deosebire de planetele calde și reci ale noastre sistem solar, pe planeta Pământ există condiții care fac posibilă viața într-o anumită formă. Una dintre principalele condiții este compoziția atmosferei, care oferă tuturor viețuitoarelor posibilitatea de a respira liber și le protejează de radiațiile mortale care domnesc în spațiu.

În ce constă atmosfera?

Atmosfera Pământului este formată din multe gaze. Practic care ocupă 77%. Gazul, fără de care viața pe Pământ este de neconceput, ocupă un volum mult mai mic; conținutul de oxigen din aer este egal cu 21% din volumul total al atmosferei. Ultimul 2% este un amestec de diferite gaze, inclusiv argon, heliu, neon, cripton și altele.

Atmosfera Pământului se ridică la o înălțime de 8 mii de km. Aerul potrivit pentru respirație se găsește doar în stratul inferior al atmosferei, în troposferă, care ajunge la 8 km în sus la poli și la 16 km deasupra ecuatorului. Pe măsură ce altitudinea crește, aerul devine mai subțire și cu atât lipsa de oxigen este mai mare. Pentru a lua în considerare care este conținutul de oxigen din aer la diferite altitudini, să dăm un exemplu. În vârful Everestului (înălțime 8848 m), aerul reține de 3 ori mai puțin acest gaz decât deasupra nivelului mării. Prin urmare, cuceritorii piscurilor muntoase înalte - alpiniștii - pot urca până la vârf doar în măști de oxigen.

Oxigenul este principala condiție de supraviețuire pe planetă

La începutul existenței Pământului, aerul care îl înconjura nu avea acest gaz în compoziția sa. Acesta a fost destul de potrivit pentru viața protozoarelor - molecule unicelulare care înotau în ocean. Nu aveau nevoie de oxigen. Procesul a început acum aproximativ 2 milioane de ani, când primele organisme vii, ca urmare a reacției de fotosinteză, au început să elibereze doze mici din acest gaz obținut ca urmare reacții chimice, mai întâi în ocean, apoi în atmosferă. Viața a evoluat pe planetă și a luat o varietate de forme, dintre care majoritatea nu au supraviețuit în timpurile moderne. Unele organisme s-au adaptat în cele din urmă să trăiască cu noul gaz.

Ei au învățat să-și valorifice puterea în siguranță în interiorul unei celule, unde a acționat ca o centrală pentru a extrage energie din alimente. Acest mod de a folosi oxigenul se numește respirație și o facem în fiecare secundă. Respirația a făcut posibilă apariția unor organisme și oameni mai complexe. De-a lungul a milioane de ani, conținutul de oxigen din aer a crescut la niveluri moderne - aproximativ 21%. Acumularea acestui gaz în atmosferă a contribuit la crearea stratului de ozon la o altitudine de 8-30 km de suprafața pământului. În același timp, planeta a primit protecție împotriva efectelor nocive ale razelor ultraviolete. Evoluția ulterioară a formelor de viață pe apă și pe pământ a crescut rapid ca urmare a creșterii fotosintezei.

Viața anaerobă

Deși unele organisme s-au adaptat la nivelurile tot mai mari de gaze eliberate, multe dintre cele mai simple forme de viață care existau pe Pământ au dispărut. Alte organisme au supraviețuit ascunzându-se de oxigen. Unii dintre ei trăiesc astăzi în rădăcinile leguminoaselor, folosind azotul din aer pentru a construi aminoacizi pentru plante. Botulismul organismului mortal este un alt refugiat de oxigen. Supraviețuiește cu ușurință în alimentele conservate ambalate în vid.

Ce nivel de oxigen este optim pentru viață?

Bebelușii născuți prematur, ai căror plămâni nu sunt încă complet deschisi pentru a respira, ajung în incubatoare speciale. În ele, conținutul de oxigen din aer este mai mare în volum, iar în loc de 21% obișnuit, nivelul său este setat la 30-40%. Bebelușii cu probleme severe de respirație sunt înconjurați de aer cu un nivel de oxigen de 100% pentru a preveni deteriorarea creierului copilului. Aflarea în astfel de circumstanțe îmbunătățește regimul de oxigen al țesuturilor aflate în stare de hipoxie și normalizează funcțiile lor vitale. Dar prea mult în aer este la fel de periculos ca și prea puțin. Oxigenul excesiv în sângele unui copil poate deteriora vasele de sânge din ochi și poate provoca pierderea vederii. Aceasta arată dualitatea proprietăților gazului. Trebuie să o respirăm pentru a trăi, dar excesul său poate deveni uneori otravă pentru organism.

Procesul de oxidare

Când oxigenul se combină cu hidrogenul sau carbonul, are loc o reacție numită oxidare. Acest proces determină dezintegrarea moleculelor organice care stau la baza vieții. În corpul uman, oxidarea are loc după cum urmează. Celulele roșii colectează oxigenul din plămâni și îl transportă în tot corpul. Există un proces de distrugere a moleculelor alimentelor pe care le consumăm. Acest proces eliberează energie, apă și lasă în urmă dioxid de carbon. Acesta din urmă este excretat de celulele sanguine înapoi în plămâni și îl expirăm în aer. O persoană se poate sufoca dacă este împiedicată să respire mai mult de 5 minute.

Suflare

Să luăm în considerare conținutul de oxigen din aerul inhalat. Aerul atmosferic care intră în plămâni din exterior când este inhalat se numește inhalat, iar aerul care iese prin sistemul respirator la expirare, - expirat.

Este un amestec de aer care umplea alveolele cu cel din tractul respirator. Compoziție chimică aer, care om sanatos Inspiră și expiră în condiții naturale, practic nu se schimbă și se exprimă în astfel de numere.

Oxigenul este componenta principală a aerului pentru viață. Modificările cantității acestui gaz în atmosferă sunt mici. Dacă conținutul de oxigen din aerul din apropierea mării ajunge până la 20,99%, atunci nici în aerul foarte poluat al orașelor industriale nivelul său nu scade sub 20,5%. Astfel de modificări nu dezvăluie efecte asupra corpului uman. Tulburările fiziologice apar atunci când procentul de oxigen din aer scade la 16-17%. În acest caz, există una evidentă care duce la o scădere bruscă a activității vitale, iar atunci când conținutul de oxigen din aer este de 7-8%, moartea este posibilă.

Atmosferă în diferite epoci

Compoziția atmosferei a influențat întotdeauna evoluția. La diferite momente geologice, din cauza dezastrelor naturale, s-au observat creșteri sau scăderi ale nivelului de oxigen, iar acest lucru a presupus modificări ale biosistemului. Cu aproximativ 300 de milioane de ani în urmă, conținutul său în atmosferă a crescut la 35%, iar planeta a fost colonizată de insecte de dimensiuni gigantice. Cea mai mare extincție a viețuitoarelor din istoria Pământului a avut loc acum aproximativ 250 de milioane de ani. În timpul acesteia, au murit peste 90% dintre locuitorii oceanului și 75% dintre locuitorii pământului. O versiune a extincției în masă spune că vinovatul a fost nivelul scăzut de oxigen din aer. Cantitatea acestui gaz a scăzut la 12%, iar acesta se află în stratul inferior al atmosferei până la o altitudine de 5300 de metri. În epoca noastră, conținutul de oxigen din aerul atmosferic ajunge la 20,9%, ceea ce este cu 0,7% mai mic decât acum 800 de mii de ani. Aceste cifre au fost confirmate de oamenii de știință de la Universitatea Princeton, care au examinat mostre din Groenlanda și Gheață atlantică, format la acea vreme. Apa înghețată a păstrat bulele de aer, iar acest fapt ajută la calcularea nivelului de oxigen din atmosferă.

Ce determină nivelul său în aer?

Absorbția sa activă din atmosferă poate fi cauzată de mișcarea ghețarilor. Pe măsură ce se îndepărtează, dezvăluie zone gigantice de straturi organice care consumă oxigen. Un alt motiv poate fi răcirea apelor Oceanului Mondial: bacteriile sale când temperatura scazuta absorb oxigenul mai activ. Cercetătorii susțin că saltul industrial și, odată cu acesta, arderea unor cantități uriașe de combustibil nu au un impact deosebit. Oceanele lumii s-au răcit de 15 milioane de ani, iar cantitatea de nutrienți vitali din atmosferă a scăzut indiferent de impactul uman. Probabil că pe Pământ au loc unele procese naturale care duc la un consum de oxigen mai mare decât producția sa.

Impactul uman asupra compoziției atmosferei

Să vorbim despre influența umană asupra compoziției aerului. Nivelul pe care îl avem astăzi este ideal pentru ființe vii; conținutul de oxigen din aer este de 21%. Se determină echilibrul dintre acesta și alte gaze ciclu de viațăîn natură: animalele expiră dioxid de carbon, plantele îl folosesc și eliberează oxigen.

Dar nu există nicio garanție că acest nivel va fi întotdeauna constant. Cantitatea de dioxid de carbon eliberată în atmosferă este în creștere. Acest lucru se datorează utilizării de către omenire a combustibilului. Și, după cum știți, s-a format din fosile de origine organică și dioxidul de carbon intră în aer. Între timp, cele mai mari plante de pe planeta noastră, copacii, sunt distruse într-un ritm din ce în ce mai mare. Într-un minut, kilometri de pădure dispar. Aceasta înseamnă că o parte din oxigenul din aer scade treptat, iar oamenii de știință trag deja un semnal de alarmă. Atmosfera pământului nu este un depozit nelimitat și oxigenul nu intră în ea din exterior. A fost dezvoltat constant odată cu dezvoltarea Pământului. Trebuie să ne amintim întotdeauna că acest gaz este produs de vegetație în timpul procesului de fotosinteză prin consumul de dioxid de carbon. Și orice scădere semnificativă a vegetației sub formă de distrugere a pădurilor reduce inevitabil intrarea oxigenului în atmosferă, perturbând astfel echilibrul acesteia.

Atmosfera este învelișul gazos al planetei noastre, care se rotește împreună cu Pământul. Gazul din atmosferă se numește aer. Atmosfera este în contact cu hidrosfera și acoperă parțial litosfera. Dar limitele superioare sunt greu de determinat. Este convențional acceptat că atmosfera se extinde în sus pe aproximativ trei mii de kilometri. Acolo curge lin în spațiul fără aer.

Compoziția chimică a atmosferei Pământului

Formarea compoziției chimice a atmosferei a început în urmă cu aproximativ patru miliarde de ani. Inițial, atmosfera era formată doar din gaze ușoare - heliu și hidrogen. Potrivit oamenilor de știință, premisele inițiale pentru crearea unui înveliș de gaz în jurul Pământului au fost erupțiile vulcanice, care, împreună cu lava, au emis cantități uriașe de gaze. Ulterior, schimbul de gaze a început cu spațiile de apă, cu organismele vii și cu produsele activităților lor. Compoziția aerului s-a schimbat treptat și formă modernăînregistrat în urmă cu câteva milioane de ani.

Principalele componente ale atmosferei sunt azotul (aproximativ 79%) și oxigenul (20%). Procentul rămas (1%) este alcătuit din următoarele gaze: argon, neon, heliu, metan, dioxid de carbon, hidrogen, cripton, xenon, ozon, amoniac, dioxizi de sulf și azot, protoxid de azot și monoxid de carbon, care sunt incluse. în acest unu la sută.

În plus, aerul conține vapori de apă și particule (polen, praf, cristale de sare, impurități de aerosoli).

ÎN În ultima vreme Oamenii de știință notează nu o schimbare calitativă, ci o modificare cantitativă a unor ingrediente din aer. Iar motivul pentru aceasta este omul și activitățile sale. Numai în ultimii 100 de ani, nivelul de dioxid de carbon a crescut semnificativ! Aceasta este plină de multe probleme, dintre care cea mai globală este schimbările climatice.

Formarea vremii și a climei

Atmosfera se joacă rol vitalîn formarea climei și a vremii pe Pământ. Multe depind de cantitatea de lumină solară, de natura suprafeței subiacente și de circulația atmosferică.

Să ne uităm la factorii în ordine.

1. Atmosfera transmite căldura razelor solare și absoarbe radiațiile nocive. Grecii antici știau că razele Soarelui cad pe diferite părți ale Pământului în unghiuri diferite. Cuvântul „climă” însuși tradus din greaca veche înseamnă „pantă”. Deci, la ecuator, razele soarelui cad aproape vertical, motiv pentru care aici este foarte cald. Cu cât este mai aproape de poli, cu atât unghiul de înclinare este mai mare. Și temperatura scade.

2. Din cauza încălzirii neuniforme a Pământului, în atmosferă se formează curenți de aer. Sunt clasificate în funcție de mărimea lor. Cele mai mici (zeci și sute de metri) sunt vânturile locale. Acesta este urmat de musoni și alizee, cicloni și anticicloni și zone frontale planetare.

Toate aceste mase de aer se misca constant. Unele dintre ele sunt destul de statice. De exemplu, vânturile alice care sufla din subtropicale spre ecuator. Mișcarea celorlalți depinde în mare măsură de presiunea atmosferică.

3. Presiunea atmosferică este un alt factor care influențează formarea climatului. Aceasta este presiunea aerului pe suprafața pământului. După cum se știe, masele de aer se deplasează dintr-o zonă cu presiune atmosferică ridicată către o zonă în care această presiune este mai mică.

În total sunt alocate 7 zone. Ecuator - zonă presiune scăzută. În plus, de ambele părți ale ecuatorului până la latitudinile treizeci există o zonă de înaltă presiune. De la 30° la 60° - presiune joasă din nou. Și de la 60° la poli este o zonă de înaltă presiune. Masele de aer circulă între aceste zone. Cei care vin de la mare la uscat aduc ploi și vreme rea, iar cei care sufla de pe continente aduc vreme senină și uscată. În locurile în care curenții de aer se ciocnesc, se formează zonele frontale atmosferice, care se caracterizează prin precipitații și vreme nefavorabilă, cu vânt.

Oamenii de știință au demonstrat că chiar și bunăstarea unei persoane depinde de presiunea atmosferică. Conform standardelor internaționale, presiunea atmosferică normală este de 760 mm Hg. coloană la o temperatură de 0°C. Acest indicator este calculat pentru acele suprafețe de teren care sunt aproape la nivel cu nivelul mării. Odată cu altitudinea presiunea scade. Prin urmare, de exemplu, pentru Sankt Petersburg 760 mm Hg. - asta e norma. Dar pentru Moscova, care este situată mai sus, presiunea normală este de 748 mm Hg.

Presiunea se schimbă nu numai pe verticală, ci și pe orizontală. Acest lucru se simte mai ales în timpul trecerii cicloanelor.

Structura atmosferei

Atmosfera amintește de un tort stratificat. Și fiecare strat are propriile sale caracteristici.

. troposfera- stratul cel mai apropiat de Pământ. „Grosimea” acestui strat se modifică odată cu distanța de la ecuator. Deasupra ecuatorului, stratul se extinde în sus cu 16-18 km, în zonele temperate cu 10-12 km, la poli cu 8-10 km.

Aici sunt conținute 80% din masa totală de aer și 90% din vaporii de apă. Aici se formează nori, se ridică cicloni și anticicloni. Temperatura aerului depinde de altitudinea zonei. În medie, scade cu 0,65° C la fiecare 100 de metri.

. Tropopauza- stratul de tranziție al atmosferei. Înălțimea sa variază de la câteva sute de metri până la 1-2 km. Temperatura aerului vara este mai mare decât iarna. De exemplu, deasupra polilor iarna este -65° C. Iar deasupra ecuatorului este -70° C în orice moment al anului.

. Stratosferă- acesta este un strat a cărui limită superioară se află la o altitudine de 50-55 de kilometri. Turbulența aici este scăzută, conținutul de vapori de apă din aer este neglijabil. Dar există mult ozon. Concentrația sa maximă este la o altitudine de 20-25 km. În stratosferă, temperatura aerului începe să crească și ajunge la +0,8° C. Acest lucru se datorează faptului că strat de ozon interacționează cu radiațiile ultraviolete.

. Stratopauza- un strat intermediar jos între stratosferă și mezosferă care îl urmează.

. Mezosfera- limita superioară a acestui strat este de 80-85 de kilometri. Aici au loc procese fotochimice complexe care implică radicali liberi. Ei sunt cei care oferă acea strălucire albastră blândă a planetei noastre, care este văzută din spațiu.

Majoritatea cometelor și meteoriților ard în mezosferă.

. Mezopauza- următorul strat intermediar, temperatura aerului în care este de cel puțin -90°.

. Termosferă- limita inferioară începe la o altitudine de 80 - 90 km, iar limita superioară a stratului trece aproximativ la 800 km. Temperatura aerului crește. Poate varia de la +500° C la +1000° C. În timpul zilei, fluctuațiile de temperatură se ridică la sute de grade! Dar aerul de aici este atât de rarefiat încât să înțelegem termenul „temperatură” așa cum ne imaginăm că nu este adecvat aici.

. ionosferă- combina mezosfera, mezopauza si termosfera. Aerul de aici este format în principal din molecule de oxigen și azot, precum și din plasmă cvasi-neutră. Razele soarelui care intră în ionosferă ionizează puternic moleculele de aer. În stratul inferior (până la 90 km) gradul de ionizare este scăzut. Cu cât este mai mare, cu atât ionizarea este mai mare. Deci, la o altitudine de 100-110 km, electronii sunt concentrați. Acest lucru ajută la reflectarea undelor radio scurte și medii.

Cel mai important strat al ionosferei este cel superior, care se află la o altitudine de 150-400 km. Particularitatea sa este că reflectă undele radio, iar acest lucru facilitează transmiterea semnalelor radio pe distanțe considerabile.

În ionosferă are loc un astfel de fenomen precum aurora.

. Exosfera- constă din atomi de oxigen, heliu și hidrogen. Gazul din acest strat este foarte rarefiat și atomii de hidrogen scapă adesea în spaţiu. Prin urmare, acest strat este numit „zonă de dispersie”.

Primul om de știință care a sugerat că atmosfera noastră are greutate a fost italianul E. Torricelli. Ostap Bender, de exemplu, în romanul său „Vițelul de aur” a deplâns că fiecare persoană este presată de o coloană de aer care cântărește 14 kg! Dar marele intrigator s-a înșelat puțin. Un adult se confruntă cu o presiune de 13-15 tone! Dar nu simțim această greutate, deoarece presiunea atmosferică este echilibrată de presiunea internă a unei persoane. Greutatea atmosferei noastre este de 5.300.000.000.000.000 de tone. Cifra este colosală, deși este doar o milioneme din greutatea planetei noastre.