Cât timp va avea pământ suficient aer? De unde vine oxigenul de pe Pământ? Cheia vieții pe Pământ

Un celebru cercetător occidental a spus odată în inimile sale: - Fie oamenii vor putea face să fie mai puțin fum pe planeta noastră, fie fumul va face astfel încât să fie mult mai puțini oameni pe ea!...

Oamenii de știință de la ONU au efectuat un studiu și au calculat: populația planetei astăzi consumă atât de mult oxigen cât ar putea fi suficient pentru ca patruzeci și opt de miliarde de oameni să respire.

Cine este cu adevărat vinovat pentru această „crimă” teribilă? Motivul pentru aceasta este gazul de evacuare al mașinii. La Kiev, ca și într-un alt oraș modern și foarte dezvoltat de pe planeta noastră, există atât de multe mașini încât un trecător nu poate respira. O mie de mașini moderne pot emite mai mult de trei tone de monoxid de carbon în atmosferă pe zi. Are o proprietate neplăcută: intră în sânge de două sute până la trei sute de ori mai repede decât oxigenul și provoacă otrăvire.

Orașele lumii trăiesc, așa cum spune un om de știință, „agățate”. Chiar și un nou tip de anemie a apărut - „anemie de poartă”. Gazele grele și funinginea, care se depun pe sol, rămân la nivelul etajelor. La înălțimea celui de-al treilea sau al patrulea etaj, aerul este deja mai curat. Iar oamenii care trebuie să lucreze multe ore la porțile sau intrările hotelurilor, unde mașinile urcă în mod constant, au mai multe șanse decât alții să se îmbolnăvească din cauza aerului „murdar”. Acesta este motivul pentru care vă recomandăm insistent să cumpărați un concentrator de oxigen pentru casa sau biroul dumneavoastră.

Pentru a vă ajuta corpul să-și sature țesuturile cu oxigen, puteți cumpăra cocktailuri cu oxigen. Cocktail de oxigen- aceasta este o spuma usor dulce obtinuta dintr-un amestec imbogatit preparat pe baza de extracte de plante de maces si acid ascorbic cu adaos de apa.

Constanța atmosferei este o condiție importantă pentru viață și dezvoltarea ei pe Pământ. Această constanță se datorează legilor fizice. Dar recent au apărut îndoieli: au fost încălcate aceste legi? Unii cercetători cred că oxigenul dispare din atmosfera noastră. Conform calculelor, cantitatea sa în atmosfera planetei scade în fiecare an cu peste 10 miliarde de tone.

Pentru fiecare locuitor al planetei, există aproximativ 2 milioane de tone de aer, dintre care 400 de mii de tone sunt oxigen. După cum știe toată lumea, plantele terestre ale planetei completează anual atmosfera cu o parte substanțială de 400 de miliarde de tone. Aceasta înseamnă că 10 miliarde de tone este un simplu fleac și nu trebuie să vă faceți griji prea mult în legătură cu acest lucru. La ce să te gândești cu 100 de mii de ani înainte! Dar rata de scurgere este în creștere. Și este foarte posibil ca o lipsă de gaze dătătoare de viață să înceapă să se simtă la sfârșitul secolului.

Consumul de oxigen pe planeta noastră crește rapid în fiecare an. Unde se duce? Pe respirația unei populații în creștere? Nu, o astfel de presupunere ar fi foarte naivă. Există suficient oxigen în atmosferă pentru ca multe zeci de miliarde de oameni să respire. Aceleași mașini, fabrici și fabrici consumă oxigen în cantități incomensurabile. În schimb, ele lasă gaze nocive în atmosferă.

O mașină, care a parcurs 900 de kilometri, va „mânca” aceeași cantitate de oxigen pe care o cheltuiește o persoană obișnuită pentru a respira într-un an. Și în acest moment există peste 1 miliard de mașini care circulă pe pământ. 1 miliard de țevi de eșapament!

Până în prezent, toate schimbările climatice de pe Pământ au fost realizate de natura însăși, fără participarea omului. Dar influența umană asupra climei întregii planete, până de curând nesemnificativă, crește rapid.

Și în decurs de câteva decenii, clima de pe suprafețe mari poate suferi schimbări sub influența civilizației moderne. Ce schimbări sunt așteptate - rele sau benefice? Este puțin probabil să existe un om de știință în lume astăzi care să dea un răspuns direct la această întrebare. Întrucât avem de a face cu fenomene extrem de complexe și puțin studiate...

Ei spun asta: dacă planeta noastră este redusă la dimensiunea unei portocale, atunci atmosfera Pământului nu va depăși, în consecință, grosimea hârtiei absorbante în care este învelită portocala. Este foarte periculos să rupi și să strici un înveliș atât de prețios.

Cu doar 2,3 miliarde de ani în urmă, aerul din jurul Pământului nu conținea absolut deloc oxigen. Pentru formele primitive de viață din acea vreme, această împrejurare era un adevărat dar.

Bacteriile unicelulare care trăiau în oceanul primordial nu aveau nevoie de oxigen pentru a-și menține funcțiile vitale. Apoi sa întâmplat ceva.

Cum a apărut oxigenul pe Pământ?

Oamenii de știință cred că, pe măsură ce s-au dezvoltat, unele bacterii au „învățat” să extragă hidrogenul din apă. Se știe că apa este un compus de hidrogen și oxigen, deci un produs secundar al reacției de extracție a hidrogenului a fost formarea oxigenului, eliberarea acestuia în apă și apoi în atmosferă.

De-a lungul timpului, unele organisme s-au adaptat să trăiască într-o atmosferă cu noul gaz. Organismul a găsit o modalitate de a valorifica energia distructivă a oxigenului și de a o folosi pentru descompunerea controlată a nutrienților, care eliberează energia pe care organismul o folosește pentru a-și menține funcțiile vitale.

Materiale conexe:

Ce este stratul de ozon și de ce este dăunătoare distrugerea lui?

Această metodă de utilizare a oxigenului se numește respirație, pe care o folosim în fiecare zi, chiar și astăzi. Respirația este o modalitate de a alunga amenințarea oxigenului: a făcut posibilă dezvoltarea pe Pământ a unor organisme mai mari - multicelulare, având deja o structură complexă. La urma urmei, prin apariția respirației, evoluția a dat naștere omului.

De unde a venit oxigenul de pe Pământ?

De-a lungul milioanelor de ani care au trecut, cantitatea de oxigen de pe pământ a crescut de la 0,2 la sută la actualul 21 la sută din atmosferă. Dar bacteriile oceanice nu sunt singurele vinovate pentru creșterea oxigenului din atmosferă. Oamenii de știință cred că o altă sursă de oxigen au fost continentele care se ciocnesc. În opinia lor, în timpul coliziunii și apoi în timpul divergenței ulterioare a continentelor, cantități mari de oxigen au fost eliberate în atmosferă.

Troposfera - stratul inferior foarte subțire al atmosferei de 8-18 km înălțime, în care se concentrează 80% din masa atmosferei Pământului

Importanța O 2 atmosferică pentru procesele biologice și geochimice de pe Pământ este extrem de mare. Prin urmare, oamenii de știință au studiat de multă vreme modul în care s-a schimbat conținutul de oxigen în istoria planetei noastre. Acest lucru poate fi înțeles prin calcularea presiunii parțiale a O2 și N2 în presiunea atmosferică totală.

În ciuda istoriei lungi a problemei, experții încă nu au un consens cu privire la schimbările presiunii atmosferice în ultimii 500 de milioane de ani. Calculele diferă cu până la 0,2 atm (vezi diagrama de mai jos). Chiar și în ultimele câteva milioane de ani, nu există o imagine clară a modului în care s-au schimbat exact presiunea atmosferică, presiunea parțială și, prin urmare, concentrațiile de O2.

Întrebarea nu este ușoară, deoarece oxigenul din atmosferă este consumat constant de animale, plante și chiar pietre. Un grup de oameni de știință de la Universitatea Princeton a clarificat această problemă studiind concentrația bulelor de aer din nucleele de gheață din Groenlanda și Antarctica.

Miez de gheață de la o adâncime de 1837 m cu straturi anuale vizibile

Astăzi, nucleele de gheață sunt cea mai fiabilă și mai precisă sursă de date despre presiunea atmosferică. Vârsta maximă a gheții în miezuri este de 800 de mii de ani, așa că cercetarea este limitată la acest interval de timp.


Exploatarea miezului de gheață la stația de cercetare Vostok din Antarctica

S-a dovedit că în acest timp are loc o scurgere destul de stabilă de oxigen de pe Pământ cu o rată de aproximativ 8,4 ppm pe milion de ani. În special, în ultimii 800.000 de ani, a existat cu aproximativ 0,7% mai puțin oxigen în atmosferă.


Graficul din stânga arată modul în care rezultatele modelării științifice diferă între raportul O 2 /N 2 atmosferic și presiunea parțială. Diagrama din dreapta arată modificarea presiunii parțiale pe baza rezultatelor măsurării bulelor de aer în miezurile de gheață de peste 800 de mii de ani

„Am făcut aceste măsurători mai mult din interes decât pentru a confirma teoria”, unul dintre autorii lucrării științifice, Daniel Stolper. „Nu știam ce se va întâmpla: dacă oxigenul va crește de-a lungul anilor, va scădea sau va rămâne la un nivel constant.”

Scăderea cantității de oxigen din atmosferă are loc destul de lent. Probabil că nu va amenința viața umană timp de milioane de ani. Dar informațiile despre natura unor astfel de cicluri sunt foarte importante pentru știință. Trebuie să știm ce factori influențează schimbările. Aceste informații pot fi folosite, printre altele, la terraformarea lui Marte, când oamenii încep să populeze Planeta Roșie. Probabil că va trebui să creștem cantitatea de oxigen din atmosfera marțiană.

Nici pe Pământ nu a existat oxigen în primele două miliarde de ani. Cea mai probabilă teorie este că nivelul de oxigen a crescut cu aproximativ 2,4 miliarde de ani în urmă din cauza activității cianobacteriilor, cunoscute și sub numele de alge albastru-verzi. Această perioadă de schimbări dramatice în compoziția atmosferei, urmată de o restructurare a biosferei și de glaciația huroniană globală în istoria Pământului, este cunoscută sub numele de catastrofa oxigenului.


Algele albastre-verzi sunt motivul pentru care acum 2,4 miliarde de ani oxigenul a apărut pe Pământ în cantități mari și a apărut o viață mai avansată.

Aceeași catastrofă de oxigen poate fi creată pe Marte.

Oamenii de știință nu au ajuns încă la un consens cu privire la motivul pentru care atmosfera Pământului pierde încet oxigen. Există două ipoteze. Unul este că acest lucru se datorează unei creșteri a ratei de eroziune, care elimină mai multă rocă din sol, care oxidează și leagă mai mult oxigen. O altă teorie se referă la schimbările climatice: temperaturile au scăzut ușor în ultimele câteva milioane de ani, în ciuda creșterilor puternice din ultimele decenii. Datorită scăderii temperaturii, a putut fi inițiată un lanț de reacții de mediu, în urma cărora mai mult oxigen a început să se dizolve și să se lege în Oceanul Mondial.

Deocamdată, toate acestea sunt doar ipoteze care trebuie testate.

În prezent, atmosfera Pământului conține 78,09% azot, 20,95% oxigen, 0,93% argon, 0,039% dioxid de carbon și cantități mici de alte gaze. De asemenea, modifică constant concentrația de vapori de apă, care este considerat unul dintre principalele gaze cu efect de seră. La nivelul oceanului, concentrația de H2O în atmosferă este de aproximativ 1%, iar în medie este de aproximativ 0,4%. Masa totală a atmosferei este de 5,5 × 10 18 kg, adică 5,5 zettagrame sau 5,5 petatoni.


Acumularea de oxigen în atmosfera Pământului. Graficul verde este estimarea inferioară a nivelului de oxigen, graficul roșu este estimarea superioară. 1. Acum 3,85-2,45 miliarde de ani. 2. Acum 2,45-1,85 miliarde de ani: începutul producției de oxigen și absorbția acestuia de către ocean și rocile de pe fundul mării. 3. Acum 1,85-0,85 miliarde de ani: oxidarea rocilor pe uscat. 4. Acum 0,85-0,54 miliarde de ani: toate rocile de pe uscat sunt oxidate, începe acumularea de oxigen în atmosferă. 5. Acum 0,54 miliarde de ani – prezent

Oxigenul se scurge încet din atmosfera pământului. Dar oamenii de știință subliniază că studiul lor nu conține date despre modificările nivelului de oxigen din ultimii 200 de ani, după începutul Revoluției Industriale, când oamenii au început să oxideze activ hidrocarburile din intestinele pământului, primind energie din această reacție chimică. și leagă cantități mari de oxigen din atmosferă. „Consumăm oxigen de o mie de ori mai mult decât înainte”, spune Daniel Stolper. „Omenirea a închis complet ciclul [oxigenului], ardând mii de tone de carbon... Aceasta este o dovadă suplimentară că, lucrând împreună, oamenii pot accelera semnificativ procesele naturale de pe Pământ.”

Nu este un secret cât de benefic este fitoplanctonul pentru mediu. De asemenea, joacă un rol important în atmosferă. La urma urmei, lui îi datorăm eliberarea de oxigen în aer. În plus, se află la baza piramidei alimentare și, de fapt, hrănește întreaga mare.

Știința modernă nu rămâne în urmă în studiul spațiului, dar planeta noastră nu este încă pe deplin înțeleasă.

Oamenii de știință au calculat că în 80 de ani oxigenul va dispărea complet pe Pământ. Personalul universității din Michigan a calculat că în 2100, fitoplanctonul, principala sursă de oxigen, va înceta în sfârșit să mai existe. Motivul pentru aceasta este încălzirea globală.

După cum relatează revista Exchange Leader, oamenii de știință sunt cel mai interesați de temperatura la care organismele pot supraviețui.

În urma numeroaselor analize a 130 de specii de fitoplancton, oamenii de știință au descoperit că fitoplanctonul se reproduce mai bine în apele regiunii circumpolare și a mărilor temperate. Deoarece temperatura acolo este mai mare decât media anuală, ceea ce este tipic pentru habitatul său.

Planctonul tropical, dimpotrivă, se reproduce bine la temperaturi medii anuale sau chiar mai scăzute. Se pare că este fitoplanctonul tropical cel care va fi mai sensibil la încălzirea globală.

Până acum, oamenii de știință din întreaga lume nu sunt pe deplin conștienți de modul în care fitoplanctonul este distribuit în apele lumii și cum se va comporta în timpul încălzirii globale.

Drept urmare, în aproximativ 80 de ani, potrivit experților, fitoplanctonul tropical, care alcătuiește o parte semnificativă a Oceanului Mondial, va fi împins la poli sau va dispărea cu totul. În ambele rezultate, moartea fitoplanctonului ar fi o lovitură majoră pentru ecosistemele marine. Cu toate acestea, există încă speranța că fitoplanctonul va reuși cumva să se adapteze la noile condiții.

Oamenii de știință le este greu să spună de ce unele specii de plancton nu au avut modalități de a se adapta la noul regim de temperatură, mai ales că speciile nordice de fitoplancton ar trebui să se adapteze bine la condițiile dure. În plus, cercetătorii nu exclud posibilitatea ca algele marine să fi avut o astfel de oportunitate, dar în timp au fost epuizate. Acest lucru ne permite încă să sperăm că planctonul va fi în continuare capabil să se adapteze la condițiile climatice în schimbare. Sarcina pentru viitorul apropiat este tocmai de a afla cu ce viteză se va adapta fitoplanctonul la schimbările naturii.

Atmosfera Pământului nu are limitări clare. Straturile exterioare se întind până la câteva mii de kilometri. dar 90% din masa sa este concentrată în stratul de suprafață de 16 kilometri.
Deși nu există o limită geometrică precisă între atmosferă și spațiu, aceasta poate fi definită prin termenul fizic de graniță. Limita fizică a atmosferei este înălțimea la care aerul este încă destul de dens. să înregistreze ordinea fenomenelor fizice legate de pământ și spațiul acestuia.

Proprietățile fizice ale atmosferei sunt eterogene - nu doar verticale; dar şi orizontală. Odată cu creșterea altitudinii, compoziția și cantitatea celorlalte proprietăți și parametri ai săi se schimbă. Există mai multe diviziuni în atmosferă, cum ar fi temperatura de separare.

Ca bază, se obișnuiește să se ia modificarea medie a temperaturii aerului cu altitudinea în urcare (r = - dT 1 dg). După diferitele semne ale acestora (schimbări de temperatură cu altitudinea, compoziția atmosferei și prezența particulelor încărcate) atmosfera este împărțită în cinci straturi principale numite câmpuri. Între fiecare tranziție există un strat subțire numit pauze. Numele lor se bazează pe locația lor; cum este troposfera deasupra tropopauzei etc.

Aerul care formează atmosfera pământului este un amestec de diferite gaze. Gazele care nu reacţionează chimic între ele se numesc amestec mecanic. Compoziția aerului de la suprafața pământului este stabilită cu o mai mare acuratețe. Pe lângă gazele principale - amestecuri de azot, oxigen și argon, există și impurități mecanice și alte impurități gazoase cu concentrații mult mai mici. Compoziția aerului nu este aceeași la diferite altitudini.

Până la o altitudine de aproximativ 800 km, atmosfera este dominată de azot și oxigen. Peste 400 km au început să crească conținutul de gaze ușoare - heliu la început: și apoi hidrogen. La 800 km deasupra conținutului principal al atmosferei este în principal hidrogen.

Se poate presupune că un plan curat este de până la aproximativ 200 km de aer; înconjurând Pământul este o acoperire subțire și uniformă a caracteristicilor lor fizice. Pe măsură ce densitatea suprafeței crește, denivelarea densității scade, ducând la o distribuție neuniformă a masei atmosferice. Aproximativ jumătate din tabel este în straturi de până la 5 km deasupra suprafeței Pământului; la o altitudine de 30 km este cuprins în aproximativ 99 la sută. Peste 35 km masa atmosferică este mai mică de 1%l. Totuşi; Există o serie de procese și fenomene. care apar ca urmare a expunerii directe la radiatia solara. De fapt, este un intermediar de 1°/l care răspunde la radiația solară și o transmite în atmosfera inferioară.

Este o catastrofă globală inevitabilă?


Tragedia umanității este că în natură nu există procese naturale pentru descompunerea inversă a apei și a oxizilor de fier în componentele lor, când oxigenul s-ar întoarce în atmosferă, iar hidrogenul și fierul ar rămâne în natură în forma lor pură.

Potrivit concluziei experților de la Clubul de la Roma, din 1970, oxigenul produs de toată vegetația Pământului nu compensează consumul său antropic, iar deficitul de oxigen de pe Pământ crește în fiecare an.

Dacă Dacă ar exista astfel de procese, am putea pretinde că volumul său este constant. Dar nu este cazul. Prin urmare, una dintre posibilele cauze ale unei viitoare catastrofe globale poate fi distrugerea ireversibilă a oxigenului atmosferic de către hidrogenul din petrol și gaze, precum și oxizi de fier; Acest lucru produce compuși greu de descompus, cum ar fi rugina și apa.Nenorocirea umanității este că oamenii de știință nu au văzut la timp pericolul folosirii hidrocarburilor și a fierului, a căror extracție a fost prezentată ca „progres”.
Dar distrugerea oxigenului extrem de rar din Univers și, prin el, distrugerea vieții biologice, nu este progres, ci o crimă împotriva umanității și a vieții.

Notă de A. Koltypin. Datele prezentate în articolul lui I.G Katyukhin nu pot lăsa indiferent pe niciun locuitor al Pământului. Dacă sunt adevărate, atunci omenirea se poate confrunta într-adevăr în curând cu un dezastru ecologic foarte grav.
Experții familiarizați cu echilibrul materiilor prime minerale din intestinele Pământului ar putea obiecta. Argumentele lor ar fi cam așa: " În 70-100 de ani, rezervele de petrol și gaze de pe Pământ se vor seca. Oamenii pur și simplu nu vor avea ce să ardă. Aceasta înseamnă că echilibrul de oxigen pe Pământ va fi restabilit".
Dar este așa? În primul rând, până în acest moment, cantitatea de suprafețe ocupate de vegetație verde va scădea și mai mult (dacă nu se iau măsuri prohibitive radicale la scară planetară). Aceasta înseamnă că oxigenul încă nu va fi produs la fel de mult,
Câți în anii anteriori.
În al doilea rând, motoarele cu hidrogen care au înlocuit motoarele pe benzină (dezvoltarea și testarea lor se desfășoară în mod activ în multe companii de automobile) vor reprezenta o amenințare mult mai mare pentru distrugerea în continuare a oxigenului (această alarmă a fost trasă acum câțiva ani de ecologiștii din multe țări ale lumii). Faptul este că hidrogenul „prietenos pentru mediu” eliberat în timpul funcționării lor va reacționa imediat cu oxigenul atmosferic și îl va transforma în apă nedegradabilă.
Pe scurt, problema nu va scădea, ci doar se va agrava. Puteți judeca singur cât de grav este din concluzia Academiei Ruse de Științe, oferită cu amabilitate de I.G. Katyukhin, iar din explicația lui I.G Katyukhin.

Încheierea Academiei Ruse de Științe pe baza materialelor de la Katyukhin I.G.
(cu mici abrevieri neesențiale)


.... Din... (datele prezentate mai sus de I.G. Katyukhin) se poate extrage un avertisment complet rezonabil despre problema de mediu globală cu care se confruntă civilizația modernă.
Întrucât disponibilitatea energetică în continuă creștere a umanității este asigurată în principal de arderea combustibililor fosili (petrol, gaz, cărbune etc.), rata consumului de oxigen atmosferic de către om este, de asemenea, în creștere progresivă. Deci, de exemplu, pentru a arde 1 tonă de gaz natural, este necesar să se consume aproximativ 4 tone de oxigen (pentru petrol, aproximativ 3 tone etc.), care, transformându-se în H2O și CO2, se pierde iremediabil (mai ales la transformare). în apă).
Am ridicat de mai multe ori comunitatea științifică problema consumului nejustificat de mare de oxigen antropic. După cum arată evaluările efectuate împreună cu angajații Ministerului Resurselor Naturale și Departamentului de Tehnologii Forestiere al Ministerului Științei, consumul anual global de oxigen antropic este de aproximativ 3x10.
în 10 linguri. t. Acest consum de oxigen, ținând cont de respirația heterotrofă, nu este pe deplin compensat de fotosinteză în fitosfera Pământului, unde ecosistemul forestier, care conține până la 70-90% din carbonul biosferei, joacă un rol decisiv. Deja astăzi deficitul de oxigen este de aproximativ 10în 10 linguri. t/an, în urma căreia rezervele de oxigen atmosferice sunt în continuă scădere. Ținând cont de creșterea continuă a consumului de energie (și, în consecință, a consumului de oxigen produs de om), precum și de distrugerea prădătoare continuă a zonelor împădurite (în medie, pădurile sunt restabilite numai după 5% din defrișare), rata de scăderea rezervelor de oxigen din atmosfera Pământului va crește în starea actuală a lucrurilor. Civilizația noastră a depășit acest punct fatal de incapacitate de a compensa consumul de oxigen tehnogen prin fotosinteza fitosferei încă din anii 70, când Clubul de la Roma a declarat un echilibru zero.
Deși nu vom observa o scădere a rezervelor de oxigen din atmosferă în viitorul foarte apropiat, acum, înainte de a fi prea târziu, omenirea trebuie să dea dovadă de voință politică și să-și schimbe atitudinea față de mediul și funcțiile de formare a resurselor fitosferei (în principal pădurile). ).... Toată lumea o metropolă tehnogenă (și mai presus de toate, Moscova) trebuie să aibă „în grija” o fitofabrică de oxigen - păduri care să compenseze nevoile sale de oxigen.



Încărcare...Încărcare...