Ako dlho bude mať Zem dostatok vzduchu? Odkiaľ pochádza kyslík na Zemi? Kľúč k životu na Zemi

Jeden slávny západný výskumník si raz v srdci povedal: - Buď ľudia dokážu spôsobiť, že na našej planéte je menej dymu, alebo dym spôsobí, že na nej bude podstatne menej ľudí!...

Vedci z OSN vykonali štúdiu a vypočítali: populácia planéty dnes spotrebuje toľko kyslíka, koľko by stačilo na dýchanie štyridsiatim ôsmim miliardám ľudí.

Kto je skutočne zodpovedný za tento hrozný „zločin“? Dôvodom sú výfukové plyny automobilov. V Kyjeve, rovnako ako v inom modernom a veľmi rozvinutom meste na našej planéte, je toľko áut, že okoloidúci nemôže dýchať. Tisíc moderných áut dokáže vypustiť do atmosféry viac ako tri tony oxidu uhoľnatého za deň. Má nepríjemnú vlastnosť: do krvi sa dostáva dvesto až tristokrát rýchlejšie ako kyslík a spôsobuje otravu.

Mestá na svete žijú, ako to povedal jeden vedec, „dupať“. Dokonca sa objavil nový typ anémie - "anémia strážcu brány". Ťažké plyny a sadze, usadzujúce sa na zemi, zostávajú na úrovni prvých poschodí. Vo výške tretieho alebo štvrtého poschodia je už vzduch čistejší. A ľudia, ktorí musia veľa hodín pracovať pri bránach alebo vchodoch do hotelov, kde neustále jazdia autá, majú väčšiu pravdepodobnosť, že ochorejú na „špinavý“ vzduch. To je dôvod, prečo dôrazne odporúčame zakúpiť si kyslíkový koncentrátor pre váš domov alebo kanceláriu.

Ak chcete pomôcť telu nasýtiť tkanivá kyslíkom, môžete si kúpiť kyslíkové koktaily. Kyslíkový koktail- ide o jemne sladkú penu získanú z obohatenej zmesi pripravenej na báze rastlinných extraktov zo šípok a kyseliny askorbovej s prídavkom vody.

Stálosť atmosféry je dôležitou podmienkou života a jeho rozvoja na Zemi. Táto stálosť je spôsobená fyzikálnymi zákonmi. Nedávno sa však objavili pochybnosti: boli tieto zákony porušené? Niektorí výskumníci tomu veria kyslík zmizne z našej atmosféry. Podľa výpočtov sa jeho množstvo v atmosfére planéty každoročne znižuje o viac ako 10 miliárd ton.

Na každého obyvateľa planéty pripadá asi 2 milióny ton vzduchu, z toho 400 tisíc ton kyslíka. Ako každý vie, pozemné rastliny planéty každoročne dopĺňajú atmosféru podstatnou časťou 400 miliárd ton. To znamená, že 10 miliárd ton je len maličkosť a netreba sa tým príliš zaoberať. Na čo myslieť 100 tisíc rokov dopredu! Ale miera úniku sa zvyšuje. A je veľmi možné, že nedostatok životodarného plynu sa začne prejavovať koncom storočia.

Spotreba kyslíka na našej planéte sa každým rokom rýchlo zvyšuje. kam ide? Na dych rastúcej populácie? Nie, takýto predpoklad by bol veľmi naivný. V atmosfére je dostatok kyslíka, aby ho mohli dýchať desiatky miliárd ľudí. Tie isté autá, továrne a továrne spotrebúvajú kyslík v nemerateľných množstvách. Na oplátku zanechávajú škodlivé plyny v atmosfére.

Auto, ktoré najazdí 900 kilometrov, „zožerie“ rovnaké množstvo kyslíka, aké bežný človek minie na dýchanie za jeden rok. A v súčasnosti jazdí na Zemi viac ako 1 miliarda áut. 1 miliarda výfukových potrubí!

Všetky klimatické zmeny na Zemi doteraz vykonávala sama príroda, bez účasti človeka. Ale vplyv človeka na klímu celej planéty, donedávna nevýznamný, rýchlo narastá.

A v priebehu niekoľkých desaťročí sa klíma na veľkých územiach môže zmeniť pod vplyvom modernej civilizácie. Aké zmeny sa očakávajú – zlé alebo prospešné? Je nepravdepodobné, že by sa dnes na svete našiel vedec, ktorý dá na túto otázku priamu odpoveď. Keďže sa musíme zaoberať mimoriadne zložitými a málo prebádanými javmi...

Hovoria toto: ak sa naša planéta zmenší na veľkosť pomaranča, potom zemská atmosféra nepresiahne hrúbku hodvábneho papiera, v ktorom je pomaranč zabalený. Roztrhnúť a pokaziť takýto vzácny obal je veľmi nebezpečné.

Len pred 2,3 miliardami rokov vzduch obklopujúci Zem neobsahoval absolútne žiadny kyslík. Pre primitívne formy života tej doby bola táto okolnosť skutočným darom.

Jednobunkové baktérie, ktoré žili v prvotnom oceáne, nepotrebovali kyslík na udržanie svojich životných funkcií. Potom sa niečo stalo.

Ako sa objavil kyslík na Zemi?

Vedci sa domnievajú, že počas vývoja sa niektoré baktérie „naučili“ extrahovať vodík z vody. Je známe, že voda je zlúčenina vodíka a kyslíka, takže vedľajším produktom reakcie extrakcie vodíka bola tvorba kyslíka, jeho uvoľnenie do vody a následne do atmosféry.

Postupom času sa niektoré organizmy prispôsobili životu v atmosfére s novým plynom. Telo našlo spôsob, ako využiť deštruktívnu energiu kyslíka a využiť ju na kontrolované odbúravanie živín, čím sa uvoľňuje energia, ktorú telo využíva na udržanie svojich životných funkcií.

Súvisiace materiály:

Čo je ozónová vrstva a prečo je jej ničenie škodlivé?

Tento spôsob využitia kyslíka sa nazýva dýchanie, ktoré používame každý deň, aj dnes. Dýchanie je spôsob, ako odvrátiť hrozbu kyslíka: umožnilo to, aby sa na Zemi vyvinuli väčšie organizmy - mnohobunkové, ktoré už majú zložitú štruktúru. Koniec koncov, práve príchodom dýchania evolúcia zrodila človeka.

Odkiaľ sa na Zemi vzal kyslík?

V priebehu miliónov rokov, ktoré uplynuli, sa množstvo kyslíka na Zemi zvýšilo z 0,2 percenta na súčasných 21 percent atmosféry. Oceánske baktérie však nie sú jediné, ktoré môžu za nárast kyslíka v atmosfére. Vedci sa domnievajú, že ďalším zdrojom kyslíka boli zrážajúce sa kontinenty. Podľa ich názoru sa pri zrážke a následne pri následnej divergencii kontinentov uvoľnilo do atmosféry veľké množstvo kyslíka.

Troposféra - spodná veľmi tenká vrstva atmosféry vysoká 8-18 km, v ktorej je sústredených 80% hmoty zemskej atmosféry

Význam atmosférického O 2 pre biologické a geochemické procesy na Zemi je mimoriadne vysoký. Vedci preto dlho skúmali, ako sa menil obsah kyslíka v histórii našej planéty. To možno pochopiť výpočtom parciálneho tlaku O 2 a N 2 v celkovom atmosférickom tlaku.

Napriek dlhej histórii problému odborníci stále nemajú konsenzus o zmenách atmosférického tlaku za posledných 500 miliónov rokov. Výpočty sa líšia až o 0,2 atm (pozri diagram nižšie). Dokonca ani za posledných niekoľko miliónov rokov neexistuje jasný obraz o tom, ako sa presne zmenil atmosférický tlak, parciálny tlak a teda aj koncentrácie O 2 .

Otázka nie je jednoduchá, pretože kyslík z atmosféry neustále spotrebúvajú zvieratá, rastliny a dokonca aj kamene. Skupina vedcov z Princetonskej univerzity objasnila tento problém štúdiom koncentrácie vzduchových bublín v ľadových jadrách z Grónska a Antarktídy.

Ľadové jadro z hĺbky 1837 m s viditeľnými ročnými vrstvami

Dnes sú ľadové jadrá najspoľahlivejším a najpresnejším zdrojom údajov o atmosférickom tlaku. Maximálny vek ľadu v jadrách je 800 tisíc rokov, takže výskum je obmedzený na tento časový interval.


Ťažba ľadových jadier na výskumnej stanici Vostok v Antarktíde

Ukázalo sa, že počas tejto doby dochádza k pomerne stabilnému úniku kyslíka zo Zeme rýchlosťou približne 8,4 ppm za milión rokov. Najmä za posledných 800 000 rokov bolo v atmosfére asi o 0,7 % menej kyslíka.


Tabuľka vľavo ukazuje, ako sa výsledky vedeckého modelovania líšia medzi atmosférickým pomerom O 2 / N 2 a parciálnym tlakom. Diagram vpravo ukazuje zmenu parciálneho tlaku na základe výsledkov merania vzduchových bublín v ľadových jadrách za 800 tisíc rokov

„Tieto merania sme urobili skôr zo záujmu, než aby sme potvrdili teóriu,“ povedal jeden z autorov vedeckej práce Daniel Stolper. "Nevedeli sme, čo sa stane: či sa kyslík v priebehu rokov zvýši, zníži alebo zostane na konštantnej úrovni."

K poklesu množstva kyslíka v atmosfére dochádza pomerne pomaly. Pravdepodobne nebude ohrozovať ľudský život na milióny rokov. Ale informácie o povahe takýchto cyklov sú pre vedu veľmi dôležité. Musíme vedieť, aké faktory ovplyvňujú zmeny. Tieto informácie je možné využiť okrem iného pri terraformácii Marsu, keď ľudia začnú osídľovať Červenú planétu. Pravdepodobne budeme musieť zvýšiť množstvo kyslíka v atmosfére Marsu.

Prvých pár miliárd rokov na Zemi tiež nebol žiadny kyslík. Najpravdepodobnejšou teóriou je, že hladina kyslíka vzrástla asi pred 2,4 miliardami rokov v dôsledku aktivity cyanobaktérií, známych aj ako modrozelené riasy. Toto obdobie dramatických zmien v zložení atmosféry, po ktorých nasleduje reštrukturalizácia biosféry a globálne hurónske zaľadnenie v histórii Zeme, je známe ako kyslíková katastrofa.


Modrozelené riasy sú dôvodom, prečo sa pred 2,4 miliardami rokov objavil na Zemi kyslík vo veľkých množstvách a vznikol pokročilejší život

Rovnaká kyslíková katastrofa môže vzniknúť na Marse.

Vedci zatiaľ nedospeli ku konsenzu, prečo zemská atmosféra pomaly stráca kyslík. Existujú dve hypotézy. Jedným z nich je, že je to spôsobené zvýšením rýchlosti erózie, ktorá odoberá viac horniny z pôdy, ktorá oxiduje a viaže viac kyslíka. Ďalšia teória sa týka klimatických zmien: teploty za posledných niekoľko miliónov rokov mierne klesli, napriek prudkému nárastu v posledných desaťročiach. V dôsledku poklesu teploty sa mohol spustiť reťazec environmentálnych reakcií, v dôsledku ktorých sa vo Svetovom oceáne začalo rozpúšťať a viazať viac kyslíka.

Zatiaľ sú to všetko len hypotézy, ktoré treba otestovať.

V súčasnosti zemská atmosféra obsahuje 78,09 % dusíka, 20,95 % kyslíka, 0,93 % argónu, 0,039 % oxidu uhličitého a malé množstvo iných plynov. Neustále tiež mení koncentráciu vodnej pary, ktorá je považovaná za jeden z hlavných skleníkových plynov. Na úrovni oceánu je koncentrácia H2O v atmosfére asi 1% a v priemere je to asi 0,4%. Celková hmotnosť atmosféry je 5,5 × 10 18 kg, teda 5,5 zettagramu alebo 5,5 petatónu.


Akumulácia kyslíka v zemskej atmosfére. Zelený graf je dolný odhad hladiny kyslíka, červený graf je horný odhad. 1. Pred 3,85-2,45 miliardami rokov. 2. Pred 2,45-1,85 miliardami rokov: začiatok produkcie kyslíka a jeho absorpcia horninami oceánu a morského dna. 3. Pred 1,85-0,85 miliardami rokov: oxidácia hornín na súši. 4. Pred 0,85-0,54 miliardami rokov: všetky horniny na súši sú oxidované, začína sa hromadenie kyslíka v atmosfére. 5. Pred 0,54 miliardami rokov – súčasnosť

Kyslík uniká zo zemskej atmosféry pomaly. Vedci však zdôrazňujú, že ich štúdia neobsahuje údaje o zmenách hladín kyslíka za posledných 200 rokov, po začiatku priemyselnej revolúcie, keď ľudia začali aktívne oxidovať uhľovodíky z útrob zeme, pričom získavali energiu z tejto chemickej reakcie. a viažu veľké množstvo kyslíka z atmosféry. „Spotrebujeme kyslík tisíckrát viac ako predtým,“ hovorí Daniel Stolper. "Ľudstvo úplne uzavrelo [kyslíkový] cyklus a spálilo tisíce ton uhlíka... Toto je ďalší dôkaz, že spoločnou prácou môžu ľudia výrazne urýchliť prírodné procesy na Zemi."

Nie je žiadnym tajomstvom, aký prospešný je fytoplanktón pre životné prostredie. Dôležitú úlohu zohráva aj v atmosfére. Veď práve jemu vďačíme za uvoľňovanie kyslíka do ovzdušia. Okrem toho je na základni potravinovej pyramídy a v skutočnosti napája celé more.

Moderná veda v skúmaní vesmíru nezaostáva, no naša planéta stále nie je úplne pochopená.

Vedci vypočítali, že za 80 rokov na Zemi úplne zmizne kyslík. Pracovníci univerzity v Michigane vypočítali, že v roku 2100 fytoplanktón, hlavný zdroj kyslíka, konečne prestane existovať. Dôvodom je globálne otepľovanie.

Ako uvádza magazín Exchange Leader, vedcov najviac zaujíma teplota, pri ktorej dokážu organizmy prežiť.

V dôsledku početných analýz 130 druhov fytoplanktónu vedci zistili, že fytoplanktón sa lepšie rozmnožuje vo vodách cirkumpolárnej oblasti a miernych moriach. Keďže teplota je tu vyššia ako ročný priemer, čo je typické pre jej biotop.

Tropický planktón sa naopak dobre rozmnožuje pri priemerných ročných teplotách alebo dokonca nižších. Ukazuje sa, že práve tropický fytoplanktón bude citlivejší na globálne otepľovanie.

Až doteraz si vedci z celého sveta plne neuvedomujú, ako je fytoplanktón distribuovaný vo vodách sveta a ako sa bude správať počas globálneho otepľovania.

Výsledkom je, že približne o 80 rokov bude podľa odborníkov tropický fytoplanktón, ktorý tvorí významnú časť svetového oceánu, vytlačený k pólom alebo úplne vymrie. V oboch prípadoch by smrť fytoplanktónu bola veľkou ranou pre morské ekosystémy. Stále však existuje nádej, že sa fytoplanktónu nejako podarí adaptovať na nové podmienky.

Pre vedcov je ťažké povedať, prečo sa niektoré druhy planktónu nedokázali prispôsobiť novému teplotnému režimu, najmä preto, že severné druhy fytoplanktónu by sa mali dobre prispôsobiť drsným podmienkam. Vedci navyše nevylučujú ani možnosť, že morské riasy mohli mať takúto príležitosť, no postupom času bola vyčerpaná. To nám stále umožňuje dúfať, že planktón sa bude stále vedieť prispôsobiť meniacim sa klimatickým podmienkam. Úlohou na najbližšie obdobie je práve zistiť, akou rýchlosťou sa bude fytoplanktón prispôsobovať zmenám v prírode.

Atmosféra Zeme nemá jasné obmedzenia. Vonkajšie vrstvy siahajú až niekoľko tisíc kilometrov. ale 90 % jeho hmoty je sústredených v 16-kilometrovej povrchovej vrstve.
Hoci medzi atmosférou a priestorom neexistuje presná geometrická hranica, dá sa definovať fyzikálnym pojmom hranica. Fyzikálna hranica atmosféry je výška, v ktorej je vzduch ešte dosť hustý. registrovať poradie fyzikálnych javov súvisiacich so zemou a jej priestorom.

Fyzikálne vlastnosti atmosféry sú heterogénne – nielen vertikálne; ale aj horizontálne. S rastúcou nadmorskou výškou sa mení zloženie a množstvo jeho ďalších vlastností a parametrov. V atmosfére existuje niekoľko delení, napríklad teplota separácie.

Ako základ je zvykom brať priemernú zmenu teploty vzduchu s nadmorskou výškou vo výstupe (r = - dT 1 dg). Podľa ich rôznych znakov (zmeny teploty s nadmorskou výškou, zloženie atmosféry a prítomnosť nabitých častíc) je atmosféra rozdelená do piatich hlavných vrstiev nazývaných polia. Medzi každým prechodom je tenká vrstva nazývaná zlomy. Ich mená sú založené na ich umiestnení; ako je na tom troposféra nad tropopauzou atď.

Vzduch, ktorý tvorí zemskú atmosféru, je zmesou rôznych plynov. Plyny, ktoré medzi sebou chemicky nereagujú, sa nazývajú mechanická zmes. Zloženie vzduchu na zemskom povrchu sa zisťuje s väčšou presnosťou. Okrem hlavných plynov – zmesí dusíka, kyslíka a argónu, existujú aj mechanické a iné plynné nečistoty s oveľa nižšími koncentráciami. Zloženie vzduchu nie je v rôznych nadmorských výškach rovnaké.

Až do výšky okolo 800 km v atmosfére dominuje dusík a kyslík. Viac ako 400 km začal narastať obsah ľahkých plynov - hélia na začiatku: a potom vodíka. 800 km nad hlavným obsahom atmosféry je hlavne vodík.

Čistý plán možno predpokladať do približne 200 km vzduchu; okolo Zeme je tenký a jednotný obal ich fyzikálnych vlastností. So zvyšujúcou sa hustotou povrchu sa nerovnomernosť hustoty znižuje, čo vedie k nerovnomernému rozloženiu atmosférickej hmoty. Približne polovica tabuľky je vo vrstvách do 5 km nad povrchom Zeme; vo výške 30 km je obsiahnutých asi 99 percent. Nad 35 km je hmotnosť atmosféry menšia ako 1 % l. Napriek tomu; Existuje množstvo procesov a javov. ktoré vznikajú v dôsledku priameho pôsobenia slnečného žiarenia. V skutočnosti ide o medziprodukt 1°/l, ktorý reaguje na slnečné žiarenie a prenáša ho do nižšej atmosféry.

Je globálna katastrofa nevyhnutná?


Tragédiou ľudstva je, že v prírode neexistujú prirodzené procesy spätného rozkladu vody a oxidov železa na ich zložky, kedy by sa kyslík vracal do atmosféry a vodík a železo by zostali v prírode v čistej forme.

Podľa záverov odborníkov z Rímskeho klubu od roku 1970 kyslík, ktorý produkuje všetka vegetácia Zeme, nekompenzuje jej antropogénnu spotrebu a nedostatok kyslíka na Zemi sa každým rokom zvyšuje.

Ak Ak by takéto procesy existovali, mohli by sme tvrdiť, že jeho objem je konštantný. Ale nie je to tak. Preto jednou z možných príčin budúcej globálnej katastrofy môže byť nezvratné zničenie atmosférického kyslíka vodíkom z ropy a plynu, ako aj oxidmi železa; Vznikajú tak zlúčeniny, ktoré sa ťažko rozkladajú, ako je hrdza a voda.Nešťastím ľudstva je, že vedci včas nevideli nebezpečenstvo používania uhľovodíkov a železa, ktorých ťažba bola prezentovaná ako „pokrok“.
Ale ničenie extrémne vzácneho kyslíka vo Vesmíre a prostredníctvom neho ničenie biologického života nie je pokrok, ale zločin proti ľudskosti a životu.

Poznámka A. Koltypina. Údaje uvedené v článku I.G. Katyukhina nemôžu nechať žiadneho obyvateľa Zeme ľahostajným. Ak sú pravdivé, potom môže ľudstvo skutočne čoskoro čeliť veľmi vážnej environmentálnej katastrofe.
Odborníci oboznámení s rovnováhou nerastných surovín v útrobách Zeme môžu namietať. Ich argumenty by boli asi takéto: Za 70-100 rokov zásoby ropy a plynu na Zemi vyschnú. Ľudia jednoducho nebudú mať čo páliť. To znamená, že sa obnoví kyslíková rovnováha na Zemi".
Ale je to tak? Po prvé, do tejto doby sa množstvo plôch, ktoré zaberá zelená vegetácia, ešte viac zníži (ak sa neprijmú radikálne prohibičné opatrenia v celosvetovom meradle). To znamená, že kyslíka sa stále nebude produkovať toľko,
koľko v predchádzajúcich rokoch.
Po druhé, vodíkové motory, ktoré nahradili benzínové motory (ich vývoj a testovanie sa v súčasnosti aktívne uskutočňuje v mnohých automobilkách), budú predstavovať oveľa väčšiu hrozbu pre ďalšie ničenie kyslíka (tento alarm pred niekoľkými rokmi vyhlásili ekológovia v mnohých krajinách sveta). Faktom je, že „ekologický“ vodík uvoľnený počas ich prevádzky okamžite reaguje so vzdušným kyslíkom a premieňa ho na nerozložiteľnú vodu.
Problém sa skrátka nezmenší, ale len zhorší. Ako vážne to je, môžete posúdiť sami zo záveru Ruskej akadémie vied, ktorý láskavo poskytol I.G. Katyukhin a z vysvetlenia samotného I.G.

Záver Ruskej akadémie vied na základe materiálov od Katyukhin I.G.
(s malými nepodstatnými skratkami)


.... Z... (údajov prezentovaných vyššie I.G. Katyukhinom) možno vyťažiť úplne rozumné varovanie pred globálnym environmentálnym problémom, ktorému čelí moderná civilizácia.
Keďže neustále rastúcu energetickú dostupnosť ľudstva zabezpečuje najmä spaľovanie fosílnych palív (ropa, plyn, uhlie atď.), postupne sa zvyšuje aj miera spotreby atmosférického kyslíka spôsobená človekom. Napríklad na spálenie 1 tony zemného plynu je potrebné spotrebovať asi 4 tony kyslíka (na ropu asi 3 tony atď.), ktorý sa po premene na H2O a CO2 nenávratne stratí (najmä pri premene do vody).
Na problém neodôvodnene vysokej antropogénnej spotreby kyslíka sme vedeckej komunite upozornili už viackrát. Ako ukazujú hodnotenia realizované spoločne s pracovníkmi Ministerstva prírodných zdrojov a Odboru lesníckych technológií Ministerstva vedy, ročná globálna antropogénna spotreba kyslíka je približne 3x10
v 10 polievkových lyžiciach. t. Táto spotreba kyslíka, berúc do úvahy heterotrofné dýchanie, nie je plne kompenzovaná fotosyntézou vo fytosfére Zeme, kde rozhodujúcu úlohu zohráva lesný ekosystém obsahujúci až 70 – 90 % biosférického uhlíka. Už dnes je deficit kyslíka okolo 10 v 10 polievkových lyžiciach. t/rok, v dôsledku čoho zásoby atmosférického kyslíka neustále klesajú. Ak vezmeme do úvahy neustále napredujúci rast spotreby energie (a teda aj človekom spôsobenej spotreby kyslíka), ako aj neustále predátorské ničenie zalesnených oblastí (lesy sa obnovujú v priemere až po 5 % odlesňovania), miera pokles zásob kyslíka v zemskej atmosfére sa za súčasného stavu zvýši. Naša civilizácia prešla týmto osudovým bodom neschopnosti kompenzovať technogénnu spotrebu kyslíka prostredníctvom fytosférickej fotosyntézy už v 70. rokoch, keď Rímsky klub konštatoval nulovú bilanciu.
Aj keď pokles zásob kyslíka v atmosfére v najbližšej dobe nezaznamenáme, teraz, kým nebude neskoro, musí ľudstvo prejaviť politickú vôľu a zmeniť svoj postoj k životnému prostrediu a zdrojovotvorným funkciám fytosféry (hlavne lesov). ....... Každá technogénna metropola (a predovšetkým Moskva) musí mať „vo svojej starostlivosti“ kyslíkovú fytofabriku – lesy, ktoré kompenzujú jej kyslíkovú potrebu.



Načítava sa...Načítava sa...