Το ποσοστό του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα της γης είναι. Ατμοσφαιρική σύνθεση

Πιστεύεται ότι οι γιγάντιοι λεμούριοι (megaladapis) εξαφανίστηκαν στο Πλειστόκαινο, αλλά δεν υπάρχουν προφανείς λόγοι για αυτό, αφού δεν απειλήθηκαν από αρπακτικά και η τροφή τους παρέμεινε αμετάβλητη μέχρι σήμερα. Ταυτόχρονα, η υπόθεση ορισμένων ζωολόγων ότι ο ένοχος για τον θάνατο αυτών των ζώων ήταν ο άνθρωπος και αυτό συνέβη πολύ πρόσφατα με ιστορικά δεδομένα, φαίνεται αρκετά πειστική.

Το ύψος ενός ενήλικου Megaladapis ήταν συγκρίσιμο με το ύψος ενός κοντού ατόμου, το βάρος υποτίθεται ότι έφτανε τα 70 κιλά (στο μεγαλύτερο είδος, το Megaladapis Edwards, το μόνο στο γένος Peloriadapis, σύμφωνα με ορισμένες πηγές, έως και 140 και ακόμη και μέχρι 200 ​​κιλά).

Είναι γνωστό ότι τον 17ο αιώνα, ένας από τους Γάλλους εξερευνητές της Μαδαγασκάρης περιέγραψε τεράστια ζώα με «ανθρώπινο» πρόσωπο που τρομοκρατούσε τους Αβορίγινους. Συγκεκριμένα, στη Μαδαγασκάρη υπήρχαν θρύλοι για τα ανθρωποειδή πλάσματα tretretretra (ή tratratratra, θρύλος που καταγράφηκε από τον Etienne de Flacourt το 1658) και την tocandia, γεγονός που μας επιτρέπει να αναπτύξουμε θεωρίες ότι ένας πληθυσμός megaladapi επιβιώνει ακόμη στα βάθη του νησιού.

Άλλες θεωρίες συνδέουν την ιστορία του Tretretret, που έχει ένα στρογγυλό ανθρώπινο κεφάλι, σε αντίθεση με το επίμηκες κρανίο του Megaladapis, με έναν άλλο υποαπολιθωμένο λεμούριο, τον Παλαιοπροπίθηκο.

Υπάρχουν ημερομηνίες ραδιενεργού άνθρακα που δείχνουν ότι ο Μεγαλαδάπης του Εδουάρδου ζούσε ακόμα στη Μαδαγασκάρη την εποχή που οι Ευρωπαίοι έφτασαν εκεί το 1504. Ίσως ο γιγάντιος λεμούριος μπορεί να βρεθεί ακόμα και σήμερα στις απομακρυσμένες γωνιές των τροπικών δασών του νησιού. Τα μέρη όπου βρέθηκαν τα οστά του ήταν τα ανώτερα στρώματα βάλτων και αποθέσεις λάσπης λιμνών.

Μερικές φορές μια «λευκή ουσία που μοιάζει με ζελέ» βρέθηκε στα κρανία των «απολιθωμάτων» λεμούριων. Μερικά από τα οστά έμοιαζαν ύποπτα φρέσκα.

Ελπίζεται ότι ένας μικρός πληθυσμός γιγάντιων λεμούριων εξακολουθεί να υπάρχει, αλλά αυτή η ελπίδα είναι πολύ μικρή. Η ανάλυση αζώτου μπορεί να παραμορφώθηκε από την υψηλή περιεκτικότητα σε άζωτο των ιζημάτων του βάλτου και η «λευκή ουσία που μοιάζει με ζελέ» στα κρανία του λεμούριου μπορεί να οφείλεται στην ασυνήθιστη συντηρητική επίδραση του εδάφους του βάλτου.

Θυμάστε πώς βρέθηκαν τα λείψανα ενός ανθρώπου που πέθανε πριν από πολλές χιλιάδες χρόνια σε έναν από τους βάλτους στη Δανία; Αποδείχτηκαν σχεδόν ανέγγιχτα από τη διαδικασία της αποσύνθεσης, κι όμως είναι αρκετές χιλιάδες χρόνια!

Τοπικοί θρύλοι και μαρτυρίες αυτοπτών μαρτύρων για ζωντανούς γιγάντιους λεμούριους στη Μαδαγασκάρη είναι γνωστές στους ερευνητές εδώ και πολύ καιρό, αλλά είναι ακόμα δύσκολο να πούμε με απόλυτη βεβαιότητα εάν βασίζονται σε οπτικές παρατηρήσεις ή αποτελούν απλώς μέρος της λαογραφίας.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο άνθρωπος εμφανίστηκε στη Μαδαγασκάρη αρκετά αργά, μπορεί να υποτεθεί ότι μεμονωμένοι εκπρόσωποι της πανίδας του Πλειστόκαινου, όπως ο γιγάντιος λεμούριος, επέζησαν στο νησί μέχρι σχετικά πρόσφατα και πέθαναν μόνο πριν από μερικές εκατοντάδες χρόνια. Ή μήπως κάποια υπάρχουν ακόμα;

Σε αντίθεση με τους θερμούς και ψυχρούς πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, στον πλανήτη Γη υπάρχουν συνθήκες που επιτρέπουν τη ζωή σε κάποια μορφή. Μία από τις βασικές προϋποθέσεις είναι η σύνθεση της ατμόσφαιρας, που δίνει σε όλα τα έμβια όντα την ευκαιρία να αναπνέουν ελεύθερα και τα προστατεύει από τη θανατηφόρα ακτινοβολία που βασιλεύει στο διάστημα.

Από τι αποτελείται η ατμόσφαιρα;

Η ατμόσφαιρα της Γης αποτελείται από πολλά αέρια. Βασικά που καταλαμβάνει το 77%. Το αέριο, χωρίς το οποίο η ζωή στη Γη είναι αδιανόητη, καταλαμβάνει πολύ μικρότερο όγκο· η περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο είναι ίση με το 21% του συνολικού όγκου της ατμόσφαιρας. Το τελευταίο 2% είναι ένα μείγμα από διάφορα αέρια, όπως αργό, ήλιο, νέον, κρυπτό και άλλα.

Η ατμόσφαιρα της Γης ανεβαίνει σε ύψος 8 χιλιάδων χιλιομέτρων. Αέρας κατάλληλος για αναπνοή βρίσκεται μόνο στο κατώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας, στην τροπόσφαιρα, η οποία φτάνει τα 8 km πάνω στους πόλους και τα 16 km πάνω από τον ισημερινό. Όσο αυξάνεται το υψόμετρο, ο αέρας γίνεται πιο αραιός και τόσο μεγαλύτερη η έλλειψη οξυγόνου. Για να εξετάσουμε ποια είναι η περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο σε διαφορετικά υψόμετρα, ας δώσουμε ένα παράδειγμα. Στην κορυφή του Έβερεστ (ύψος 8848 m), ο αέρας συγκρατεί 3 φορές λιγότερο από αυτό το αέριο από ό,τι πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Ως εκ τούτου, οι κατακτητές των ψηλών βουνοκορφών - ορειβάτες - μπορούν να ανέβουν στην κορυφή της μόνο με μάσκες οξυγόνου.

Το οξυγόνο είναι η κύρια προϋπόθεση για την επιβίωση στον πλανήτη

Στην αρχή της ύπαρξης της Γης, ο αέρας που την περιέβαλλε δεν είχε αυτό το αέριο στη σύνθεσή του. Αυτό ήταν αρκετά κατάλληλο για τη ζωή των πρωτοζώων - μονοκύτταρων μορίων που κολύμπησαν στον ωκεανό. Δεν χρειάζονταν οξυγόνο. Η διαδικασία ξεκίνησε πριν από περίπου 2 εκατομμύρια χρόνια, όταν οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί, ως αποτέλεσμα της αντίδρασης της φωτοσύνθεσης, άρχισαν να απελευθερώνουν μικρές δόσεις αυτού του αερίου, που ελήφθησαν ως αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων, πρώτα στον ωκεανό και μετά στην ατμόσφαιρα. . Η ζωή εξελίχθηκε στον πλανήτη και πήρε ποικίλες μορφές, οι περισσότερες από τις οποίες δεν έχουν επιβιώσει στη σύγχρονη εποχή. Μερικοί οργανισμοί προσαρμόστηκαν τελικά στο να ζουν με το νέο αέριο.

Έμαθαν να αξιοποιούν τη δύναμή του με ασφάλεια μέσα σε ένα κελί, όπου λειτουργούσε ως μονάδα παραγωγής ενέργειας για την εξαγωγή ενέργειας από τα τρόφιμα. Αυτός ο τρόπος χρήσης του οξυγόνου ονομάζεται αναπνοή και το κάνουμε κάθε δευτερόλεπτο. Ήταν η αναπνοή που κατέστησε δυνατή την εμφάνιση πιο πολύπλοκων οργανισμών και ανθρώπων. Κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών, η περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο έχει αυξηθεί στα σύγχρονα επίπεδα - περίπου 21%. Η συσσώρευση αυτού του αερίου στην ατμόσφαιρα συνέβαλε στη δημιουργία του στρώματος του όζοντος σε υψόμετρο 8-30 km από την επιφάνεια της γης. Ταυτόχρονα, ο πλανήτης έλαβε προστασία από τις βλαβερές συνέπειες των υπεριωδών ακτίνων. Η περαιτέρω εξέλιξη των μορφών ζωής στο νερό και τη γη αυξήθηκε γρήγορα ως αποτέλεσμα της αυξημένης φωτοσύνθεσης.

Αναερόβια ζωή

Αν και ορισμένοι οργανισμοί προσαρμόστηκαν στα αυξανόμενα επίπεδα αερίου που απελευθερώνεται, πολλές από τις απλούστερες μορφές ζωής που υπήρχαν στη Γη εξαφανίστηκαν. Άλλοι οργανισμοί επιβίωσαν κρυμμένοι από το οξυγόνο. Μερικά από αυτά σήμερα ζουν στις ρίζες των οσπρίων, χρησιμοποιώντας άζωτο από τον αέρα για την κατασκευή αμινοξέων για τα φυτά. Ο θανατηφόρος οργανισμός αλλαντίαση είναι ένας ακόμη πρόσφυγας από το οξυγόνο. Επιβιώνει εύκολα σε κονσερβοποιημένα τρόφιμα συσκευασμένα σε κενό.

Ποιο επίπεδο οξυγόνου είναι το βέλτιστο για τη ζωή;

Τα πρόωρα μωρά, των οποίων οι πνεύμονες δεν έχουν ακόμη ανοίξει πλήρως για να αναπνεύσουν, καταλήγουν σε ειδικές θερμοκοιτίδες. Σε αυτά, η περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο είναι μεγαλύτερη κατ' όγκο και αντί για το συνηθισμένο 21%, το επίπεδό του ορίζεται στο 30-40%. Τα μωρά με σοβαρά αναπνευστικά προβλήματα περιβάλλονται από αέρα με 100 τοις εκατό επίπεδα οξυγόνου για να αποφευχθεί η βλάβη στον εγκέφαλο του παιδιού. Η ύπαρξη σε τέτοιες συνθήκες βελτιώνει το καθεστώς οξυγόνου των ιστών που βρίσκονται σε κατάσταση υποξίας και ομαλοποιεί τις ζωτικές τους λειτουργίες. Αλλά το πολύ από αυτό στον αέρα είναι εξίσου επικίνδυνο με το πολύ λίγο. Το υπερβολικό οξυγόνο στο αίμα ενός παιδιού μπορεί να βλάψει τα αιμοφόρα αγγεία στα μάτια και να προκαλέσει απώλεια όρασης. Αυτό δείχνει τη διττότητα των ιδιοτήτων του αερίου. Πρέπει να το αναπνεύσουμε για να ζήσουμε, αλλά η περίσσεια του μπορεί μερικές φορές να γίνει δηλητήριο για το σώμα.

Διαδικασία οξείδωσης

Όταν το οξυγόνο συνδυάζεται με υδρογόνο ή άνθρακα, εμφανίζεται μια αντίδραση που ονομάζεται οξείδωση. Αυτή η διαδικασία προκαλεί την αποσύνθεση των οργανικών μορίων που αποτελούν τη βάση της ζωής. Στο ανθρώπινο σώμα, η οξείδωση συμβαίνει ως εξής. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια συλλέγουν οξυγόνο από τους πνεύμονες και το μεταφέρουν σε όλο το σώμα. Υπάρχει μια διαδικασία καταστροφής των μορίων της τροφής που τρώμε. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει ενέργεια, νερό και αφήνει πίσω του διοξείδιο του άνθρακα. Το τελευταίο εκκρίνεται από τα κύτταρα του αίματος πίσω στους πνεύμονες και το εκπνέουμε στον αέρα. Ένα άτομο μπορεί να πνιγεί εάν εμποδίζεται να αναπνεύσει για περισσότερο από 5 λεπτά.

Αναπνοή

Ας εξετάσουμε την περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον εισπνεόμενο αέρα, που εισέρχεται στους πνεύμονες από έξω όταν εισπνέεται, ονομάζεται εισπνεόμενος και ο αέρας που βγαίνει μέσω του αναπνευστικού συστήματος όταν εκπνέεται ονομάζεται εκπνεόμενος.

Είναι ένα μείγμα του αέρα που γέμιζε τις κυψελίδες με αυτόν στην αναπνευστική οδό. Η χημική σύσταση του αέρα που εισπνέει και εκπνέει ένα υγιές άτομο υπό φυσικές συνθήκες πρακτικά δεν αλλάζει και εκφράζεται στους παρακάτω αριθμούς.

Το οξυγόνο είναι το κύριο συστατικό του αέρα για τη ζωή. Οι αλλαγές στην ποσότητα αυτού του αερίου στην ατμόσφαιρα είναι μικρές. Εάν η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον αέρα κοντά στη θάλασσα φτάνει έως και το 20,99%, τότε ακόμη και στον πολύ μολυσμένο αέρα των βιομηχανικών πόλεων το επίπεδό του δεν πέφτει κάτω από το 20,5%. Τέτοιες αλλαγές δεν αποκαλύπτουν επιπτώσεις στο ανθρώπινο σώμα. Φυσιολογικές διαταραχές εμφανίζονται όταν το ποσοστό οξυγόνου στον αέρα πέσει στο 16-17%. Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει ένα προφανές που οδηγεί σε απότομη μείωση της ζωτικής δραστηριότητας και όταν η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον αέρα είναι 7-8%, ο θάνατος είναι πιθανός.

Ατμόσφαιρα σε διαφορετικές εποχές

Η σύνθεση της ατμόσφαιρας πάντα επηρέαζε την εξέλιξη. Σε διαφορετικούς γεωλογικούς χρόνους, λόγω φυσικών καταστροφών, παρατηρήθηκαν αυξήσεις ή πτώσεις των επιπέδων οξυγόνου και αυτό συνεπαγόταν αλλαγές στο βιοσύστημα. Πριν από περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια, το περιεχόμενό του στην ατμόσφαιρα αυξήθηκε στο 35% και ο πλανήτης αποικίστηκε από έντομα γιγαντιαίου μεγέθους. Η μεγαλύτερη εξαφάνιση ζωντανών πραγμάτων στην ιστορία της Γης συνέβη πριν από περίπου 250 εκατομμύρια χρόνια. Κατά τη διάρκειά του πέθαναν πάνω από το 90% των κατοίκων του ωκεανού και το 75% των κατοίκων της ξηράς. Μια εκδοχή της μαζικής εξαφάνισης λέει ότι ο ένοχος ήταν τα χαμηλά επίπεδα οξυγόνου στον αέρα. Η ποσότητα αυτού του αερίου έπεσε στο 12%, και αυτό βρίσκεται στο κατώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας μέχρι υψόμετρο 5300 μέτρων. Στην εποχή μας, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον ατμοσφαιρικό αέρα φτάνει το 20,9%, που είναι 0,7% χαμηλότερη από ό,τι πριν από 800 χιλιάδες χρόνια. Τα στοιχεία αυτά επιβεβαιώθηκαν από επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, οι οποίοι εξέτασαν δείγματα πάγου της Γροιλανδίας και του Ατλαντικού που σχηματίστηκαν εκείνη την εποχή. Το παγωμένο νερό διατήρησε τις φυσαλίδες αέρα, και αυτό το γεγονός βοηθά στον υπολογισμό του επιπέδου του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα.

Τι καθορίζει το επίπεδο του στον αέρα;

Η ενεργός απορρόφησή του από την ατμόσφαιρα μπορεί να προκληθεί από την κίνηση των παγετώνων. Καθώς απομακρύνονται, αποκαλύπτουν γιγαντιαίες περιοχές οργανικών στρωμάτων που καταναλώνουν οξυγόνο. Ένας άλλος λόγος μπορεί να είναι η ψύξη των υδάτων του Παγκόσμιου Ωκεανού: τα βακτήρια του σε χαμηλότερες θερμοκρασίες απορροφούν το οξυγόνο πιο ενεργά. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι το βιομηχανικό άλμα και, μαζί με αυτό, η καύση τεράστιων ποσοτήτων καυσίμων δεν έχουν ιδιαίτερο αντίκτυπο. Οι ωκεανοί του κόσμου ψύχονται εδώ και 15 εκατομμύρια χρόνια και η ποσότητα των ζωτικών θρεπτικών ουσιών στην ατμόσφαιρα έχει μειωθεί ανεξάρτητα από την ανθρώπινη επίδραση. Υπάρχουν πιθανώς κάποιες φυσικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στη Γη που οδηγούν στην κατανάλωση οξυγόνου υψηλότερη από την παραγωγή του.

Η ανθρώπινη επίδραση στη σύνθεση της ατμόσφαιρας

Ας μιλήσουμε για την ανθρώπινη επίδραση στη σύνθεση του αέρα. Το επίπεδο που έχουμε σήμερα είναι ιδανικό για ζωντανά όντα· η περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο είναι 21%. Η ισορροπία αυτού και άλλων αερίων καθορίζεται από τον κύκλο ζωής στη φύση: τα ζώα εκπνέουν διοξείδιο του άνθρακα, τα φυτά το χρησιμοποιούν και απελευθερώνουν οξυγόνο.

Αλλά δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι αυτό το επίπεδο θα είναι πάντα σταθερό. Η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα αυξάνεται. Αυτό οφείλεται στη χρήση καυσίμων από την ανθρωπότητα. Και, όπως γνωρίζετε, σχηματίστηκε από απολιθώματα οργανικής προέλευσης και το διοξείδιο του άνθρακα εισέρχεται στον αέρα. Εν τω μεταξύ, τα μεγαλύτερα φυτά στον πλανήτη μας, τα δέντρα, καταστρέφονται με αυξανόμενο ρυθμό. Σε ένα λεπτό εξαφανίζονται χιλιόμετρα δάσους. Αυτό σημαίνει ότι ένα μέρος του οξυγόνου στον αέρα πέφτει σταδιακά και οι επιστήμονες κρούουν ήδη τον κώδωνα του κινδύνου. Η ατμόσφαιρα της γης δεν είναι μια απεριόριστη αποθήκη και το οξυγόνο δεν εισέρχεται σε αυτήν από έξω. Αναπτύσσονταν συνεχώς μαζί με την ανάπτυξη της Γης. Πρέπει πάντα να θυμόμαστε ότι αυτό το αέριο παράγεται από τη βλάστηση κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης μέσω της κατανάλωσης διοξειδίου του άνθρακα. Και οποιαδήποτε σημαντική μείωση της βλάστησης με τη μορφή καταστροφής των δασών αναπόφευκτα μειώνει την είσοδο οξυγόνου στην ατμόσφαιρα, διαταράσσοντας έτσι την ισορροπία της.