Kas meil on piisavalt õhku? Kas meil on piisavalt hapnikku? Hapnik ei saa otsa.

Eelmise sajandi teadlased laiendasid oma seisukohti hapnikuga seotud probleemi kohta. Arvutuste kohaselt selgus, et kui me oma keskkonna saastatuse määra ei vähenda, saab sissehingatav hapnik umbes kolme sajandiga otsa ning inimesed ja loomad lihtsalt lämbuvad. See maailmalõpp võib osutuda tõeks, kuna see probleem on üsna hästi põhjendatud nii matemaatiliste arvutuste kui ka loogikaga. Ainult ühe tonni kütuse põletamiseks kulub kolm tonni hapnikku. Ruuttolli kohta on kokku 6,75 kilogrammi õhku, Maa hapnik kaalub 1 020 000 000 000 tonni. Piisab 340 000 000 000 tonni kaaluva kütuse põletamisest. Inimkond põletab igal aastal ligikaudu 600 000 000 tonni kivisütt, põletatakse metsi, kasutatakse ja põletatakse naftasaadusi ja muid põlevaid mineraale. Kui see kõik kokku liita, tuleb välja umbes 1 000 000 000 tonni. Isegi silma järgi võib hinnata, et sellise kiirusega hapnik saab otsa üsna pea, umbes 340 aasta pärast. Lord Kelvin, kuulus ameeriklane ja teadlane, ennustas, et inimene lakkab olemast õhust sõltumatu. Saabub aeg, mil hapnikku hoitakse edaspidiseks kasutamiseks, pumbates seda suurtesse reservuaaridesse ja igale perele eraldatakse õhuratsioon täpselt nii palju, et organism saaks toetada vaid elutähtsaid funktsioone. Pärlipüüdjad – nii võiks sellist seltskonda iseloomustada. Hingake õhku – ja ärge hingake enne, kui teie elundite rakud on iga viimsegi tilga ära kasutanud, hingake veel kord õhku – ja minge uuesti vee alla. Surnukuurides teevad nad lahkamise käigus tulevikuühiskonnas järelduse: surm saabus hapnikunälga. Kui raha pole, siis pole sinu jaoks ka õhku. See on kurb maailmalõpp. Kuid väärib märkimist, et eelmise sajandi alguses olid teadlaste teadmised piiratud, nad ei teadnud veel, et ka Maal endal on hapnikuvarusid, seega oli probleem mõnevõrra liialdatud. Meie tehnoloogia on jõudnud punkti, kus saab vajadusel hakata hapnikku tootma.
veest elektrolüüsi abil. Pakiline vajadus selle järele ei tule kauaks, kuid ühel tingimusel, kui meie vetikad, taimed ja metsad toodavad ohtralt meile vajalikku gaasi. Täiskasvanud inimene, kui ta ei tegele raske füüsilise tööga, tarbib aastate jooksul ligikaudu 300 kilogrammi hapnikku. Isegi kui me kasutame vanu arvutusi ja võtame aluseks nende teadlaste õhu massi summa, selgub, et ilma selle tekketa piisab saadaolevast hapnikust, et tagada elu 3 400 000 000 000 inimesele, samas kui praegu on umbes 6 miljardit meist.

Pole saladus, kui kasulik on fütoplankton keskkonnale. Samuti mängib see olulist rolli atmosfääris. Lõppude lõpuks oleme just temale võlgu hapniku vabanemise eest õhku. Lisaks on see toidupüramiidi põhjas ja toidab tegelikult kogu merd.

Teadlased on välja arvutanud, et 80 aasta pärast kaob hapnik täielikult. Michigani ülikooli töötajad on välja arvutanud, et aastal 2100 lakkab fütoplankton, peamine hapnikuallikas, täielikult olemast. Selle põhjuseks on globaalne soojenemine.

130 fütoplanktoni liigi arvukate analüüside tulemusena selgus, et polaarala vetes ja parasvöötme meredes sigib fütoplankton paremini. Kuna sealne temperatuur on elupaigale omaselt aasta keskmisest kõrgem.

Troopiline plankton, vastupidi, paljuneb hästi aasta keskmise või isegi madalama temperatuuriga. Selgub, et just troopiline fütoplankton on globaalse soojenemise suhtes tundlikum.

Siiani ei ole teadlased üle kogu maailma täielikult teadlikud sellest, kuidas fütoplankton maailma vetes jaotub ja kuidas see globaalse soojenemise ajal käitub.

Selle tulemusena surutakse ekspertide hinnangul umbes 80 aasta pärast poolustele või sureb välja troopiline fütoplankton, mis moodustab olulise osa maailma ookeanist. Mõlema tulemuse korral oleks fütoplanktoni surm mere ökosüsteemidele suur löök. Siiski on veel lootust, et fütoplankton suudab kuidagi uute tingimustega kohaneda.

Teadlastel on raske öelda, miks mõnel planktoniliigil ei olnud võimalusi uue temperatuurirežiimiga kohanemiseks, eriti kuna põhjapoolsed fütoplanktoni liigid peaksid karmide tingimustega hästi kohanema. Lisaks ei välista teadlased võimalust, et merevetikatel võis selline võimalus olla, kuid aja jooksul kulus see ära. See lubab siiski loota, et plankton suudab endiselt muutuvate kliimatingimustega kohaneda. Lähituleviku ülesanne on just nimelt välja selgitada, millise kiirusega fütoplankton looduses toimuvate muutustega kohaneb.

Maa atmosfääril pole selgeid piiranguid. Väliskihid ulatuvad mitme tuhande kilomeetrini. kuid 90% selle massist on koondunud 16-kilomeetrisesse pinnakihti.
Kuigi atmosfääri ja ruumi vahel puudub täpne geomeetriline piir, saab seda määratleda füüsikaliste terminite abil. Atmosfääri füüsiline piir on kõrgus, mille juures õhk on veel üsna tihe. registreerida maa ja selle ruumiga seotud füüsikaliste nähtuste järjekorda.

Atmosfääri füüsikalised omadused on heterogeensed – mitte ainult vertikaalsed; aga ka horisontaalselt. Kõrguse suurenedes muutub selle muude omaduste ja parameetrite koostis ja kogus. Atmosfääris on mitu jaotust, näiteks eraldustemperatuur.

Aluseks on tavaks võtta keskmine õhutemperatuuri muutus koos kõrgusega tõusul (r = - dT 1 dg). Vastavalt nende erinevatele tunnustele (temperatuuri muutumine kõrgusega, atmosfääri koostis ja laetud osakeste olemasolu) jaguneb atmosfäär viieks peamiseks kihiks, mida nimetatakse väljadeks. Iga ülemineku vahel on õhuke kiht, mida nimetatakse pausideks. Nende nimed põhinevad nende asukohal; kuidas on troposfäär tropopausi kohal jne.

Maa atmosfääri moodustav õhk on erinevate gaaside segu. Gaase, mis omavahel keemiliselt ei reageeri, nimetatakse mehaaniliseks seguks. Õhu koostis maapinnal määratakse suurema täpsusega. Lisaks peamistele gaasidele – lämmastiku, hapniku ja argooni segudele on seal ka palju väiksema kontsentratsiooniga mehaanilisi ja muid gaasilisi lisandeid. Õhu koostis ei ole erinevatel kõrgustel ühesugune.

Kuni umbes 800 km kõrguseni domineerivad atmosfääris lämmastik ja hapnik. Üle 400 km hakkas kerggaaside sisaldus tõusma – alguses heelium: ja siis vesinik. 800 km kõrgusel atmosfääri põhisisaldusest on peamiselt vesinik.

Puhta plaanina võib eeldada kuni ligikaudu 200 km õhku; ümbritsev on nende füüsikaliste omaduste õhuke ja ühtlane kate. Pinna tiheduse kasvades tiheduse ebaühtlus väheneb, mis toob kaasa atmosfäärimassi ebaühtlase jaotumise. Umbes pool lauda on kihtidena kuni 5 km kõrgusel Maa pinnast; 30 km kõrgusel on umbes 99 protsenti sees. Üle 35 km on atmosfääri mass alla 1%l. Sellegipoolest; On mitmeid protsesse ja nähtusi. mis tekivad otsese päikesekiirgusega kokkupuute tagajärjel. Tegelikult on see 1°/l vaheühend, mis reageerib päikesekiirgusele ja edastab selle madalamasse atmosfääri.

Vaid 2,3 miljardit aastat tagasi ei sisaldanud Maad ümbritsev õhk absoluutselt hapnikku. Tollaste ürgsete eluvormide jaoks oli see asjaolu tõeline kingitus.

Ürgookeanis elanud üherakulised bakterid ei vajanud oma elutähtsate funktsioonide säilitamiseks hapnikku. Siis juhtus midagi.

Kuidas hapnik Maale ilmus?

Teadlased usuvad, et arenedes õppisid mõned bakterid veest vesinikku ekstraheerima. On teada, et vesi on vesiniku ja hapniku ühend, seega oli vesiniku ekstraheerimise reaktsiooni kõrvalprodukt hapniku moodustumine, selle vabanemine vette ja seejärel atmosfääri.

Aja jooksul on mõned organismid kohanenud elama uue gaasiga atmosfääris. Keha on leidnud viisi, kuidas kasutada hapniku hävitavat energiat ja kasutada seda toitainete kontrollitud lagundamiseks, mille käigus vabaneb energia, mida keha kasutab oma elutähtsate funktsioonide säilitamiseks.

Seotud materjalid:

Maa kese ja vahevöö

Seda hapniku kasutamise meetodit nimetatakse hingamiseks, mida me kasutame iga päev, ka tänapäeval. Hingamine on viis hapnikuohu tõrjumiseks: see võimaldas Maal areneda suurematele organismidele - mitmerakulistele, millel on juba keeruline struktuur. Lõppude lõpuks sünnitas evolutsioon inimese just hingamise tulekuga.

Kust tuli Maa peale hapnik?

Möödunud miljonite aastate jooksul on hapniku hulk Maal suurenenud 0,2 protsendilt praeguse 21 protsendini atmosfäärist. Kuid ookeanibakterid pole ainsad, kes atmosfääri hapnikusisalduse suurenemises süüdi on. Teadlased usuvad, et teine ​​hapnikuallikas oli kokkupõrked mandrid. Nende arvates paiskus kokkupõrke ja seejärel mandrite lahknemise käigus atmosfääri suures koguses hapnikku.

Seotud materjalid:

Maa saladused

Kuidas? Mandrite kokkupõrgete ja lahknemiste tagajärjel vajusid tohutud settekivimid merepõhja, kandes endaga kaasa suures koguses orgaanilist ainet. Kui seda ei juhtuks, kulutaks rohkem hapnikku nende orgaaniliste ainete seedimisele ja oksüdatsioonile. Kuna need muutusid oksüdatsioonile kättesaamatuks, tekkis hapniku säästmine ja selle maht atmosfääris suurenes.

Põgenemine hapniku eest

Mõned organismid on suutnud kohaneda ja isegi saada kasu hapniku olemasolust atmosfääris. Enamik organisme ei pidanud aga elutingimuste muutustele vastu ja surid välja. Mõned elusolendiliigid pääsesid hapniku eest varjudes sügavatesse pragudesse ja muudesse eraldatud kohtadesse. Paljud elavad tänapäeval õnnelikult kaunviljade juurtes, püüdes atmosfäärist lämmastikku ja kasutades seda aminohapete (valkude ehitusplokkide) sünteesimiseks taimedes.

Seotud materjalid:

Kas Maa võib aeglustada või peatada pöörlemise?

Botulismibakter on teine ​​hapnikupõgenik. Seda leidub lihas, kalas ja taimedes. Kui nende valmistamisel ei hävine botulismibatsill kõrge temperatuuriga toiduvalmistamise ajal, siis võib see loetletud toodetest valmistatud konservides intensiivselt paljuneda.

See juhtub seetõttu, et purkidele puudub õhu juurdepääs. Kui sööte botulismipulkadega saastunud toitu, võite jääda ohtlikult haigeks.

Kui leiate vea, tõstke esile mõni tekstiosa ja klõpsake Ctrl+Enter.

• Kõige iidsemad olendid Maal...

Tempot ehmatavaks nimetada oleks aga liialdus.

Uurinud sadu tuhandeid aastaid Granlandi liustikes lõksus olnud õhumulle, leidsid teadlased, et selle aja jooksul oli Maa atmosfääris vähem hapnikku. Samas ei oska grupp spetsialiste eesotsas Daniel Stolperiga Princetoni ülikoolist veel kindlalt nimetada põhjust, miks üle 800 tuhande aasta on atmosfäär kaotanud rohkem hapnikku kui sisse saanud.

Teadlased rõhutavad, et hapniku kontsentratsioon õhus väheneb väga mõõdukas tempos – sadade aastatuhandete jooksul alates pleistotseenist on see vähenenud vaid 0,7 protsenti. Asjatundjate sõnul viisid nad ise mõõtmised läbi eelkõige uudishimust ega osanud ette ennustada, kas hapnikusisaldus õhus on selle aja jooksul muutunud ja kui, siis mis suunas. Mõõtmine ei näidanud just kõige eredamat, kuid täiesti selget trendi selle vähenemise suunas, märgivad teadlased.

Nagu eksperdid meenutavad, olid kauges minevikus meie planeedi hapnikutaseme kõikumised väga olulised. Paar miljardit aastat tagasi arvatakse, et seda materjali atmosfääris üldse ei olnud, kuid siis hakkasid sinivetikad seda vabastama, määrates sellega igaveseks planeedi evolutsiooni suuna. Seejärel hakkasid hapnikku tootma väga erinevad taimed ja veelgi hiljem osutus see vajalikuks keerukate loomade elu toetamiseks. Hapnikku ei tarbi mitte ainult elusolendid, vaid see "raisatakse" ka silikaatkivimite murenemise ajal. Samuti õnnestub teadlaste sõnul ligikaudu igal aastatuhandel kõik atmosfääri O-aatomid olla veemolekulides ja saada uuesti hapnikuks.

Teadlased kinnitasid, et olenemata nende avastatud nähtuse tegelikest põhjustest, hapnik Maal lähitulevikus kindlasti otsa ei saa. Sellegipoolest kipuvad eksperdid pidama saadud tulemusi veel üheks põhjuseks mõelda, kuidas täpselt planeeti inimtegevus mõjutab – tänapäeval tarbivad inimesed tuhandeid kordi rohkem hapnikku kui varem, kiirendades sellega juba looduses täheldatud selle koguse vähendamise protsessi.