I motsetning til de varme og kalde planetene i solsystemet vårt, har planeten Jorden forhold som tillater liv i en eller annen form. En av hovedbetingelsene er atmosfærens sammensetning, som lar alle levende ting puste fritt og beskytter mot den dødelige strålingen som hersker i verdensrommet.
Hva atmosfæren består av
Jordens atmosfære består av mange gasser. Det er hovedsakelig nitrogen, som opptar 77%. Gass, uten hvilken liv på jorden er utenkelig, opptar et mye mindre volum, oksygeninnholdet i luften er 21% av det totale volumet av atmosfæren. De siste 2 % er en blanding av forskjellige gasser, inkludert argon, karbondioksid, helium, neon, krypton og andre.
Jordens atmosfære stiger til en høyde på 8 tusen km. Pustende luft finnes bare i det nedre laget av atmosfæren.troposfæren, når polene - 8 km, opp og over ekvator - 16 km. Når høyden øker, blir luften tynnere og jo mer oksygen blir oppbrukt. For å vurdere hvilket oksygeninnhold i luften som er i forskjellige høyder, vil vi gi et eksempel. På toppen av Everest (høyde 8848 m) holder luften denne gassen 3 ganger mindre enn over havet. Derfor kan erobrerne av høye fjelltopper – klatrere – klatre til toppen kun i oksygenmasker.
Oksygen er hovedbetingelsen for å overleve på planeten
I begynnelsen av jordens eksistens hadde ikke luften som omringet den denne gassen i sammensetningen. Dette var ganske egnet for livet til de enkleste - encellede molekylene som fløt i havet. De trengte ikke oksygen. Prosessen begynte for omtrent 2 millioner år siden, da de første levende organismene, som et resultat av reaksjonen av fotosyntese, begynte å frigjøre små doser av denne gassen oppnådd som et resultat av kjemiske reaksjoner, først i havet, deretter i atmosfæren. Livet utviklet seg på planeten og tok på seg en rekke former, hvorav de fleste ikke har overlevd til vår tid. Noen organismer tilpasset seg etter hvert til livet med den nye gassen.
De lærte å bruke kraften hans trygt inne i cellen, der den fungerte som et kraftverk, for å utvinne energi fra mat. Denne måten å bruke oksygen på kalles pusting, og vi gjør det hvert sekund. Det var pusten som gjorde det mulig for flerekomplekse organismer og mennesker. Over millioner av år har oksygeninnholdet i luften skutt i været til dagens nivå på rundt 21 %. Akkumuleringen av denne gassen i atmosfæren bidro til dannelsen av ozonlaget i en høyde på 8–30 km fra jordoverflaten. Samtidig fikk planeten beskyttelse mot de skadelige effektene av ultrafiolette stråler. Den videre utviklingen av livsformer på vann og land har økt raskt som følge av økt fotosyntese.
Anaerobt liv
Selv om noen organismer har tilpasset seg de økende nivåene av gassen som slippes ut, har mange av de enkleste livsformene som fantes på jorden forsvunnet. Andre organismer overlevde ved å gjemme seg fra oksygen. Noen av dem lever i dag i røttene til belgfrukter, og bruker nitrogen fra luften til å bygge aminosyrer for planter. Den dødelige organismen botulisme er en annen "flyktning" fra oksygen. Han overlever stille i vakuumpakker med hermetikk.
Hva er det optimale oksygennivået for livet
For tidlig fødte babyer, hvis lunger ennå ikke er helt åpnet for å puste, faller inn i spesielle kuvøser. I dem er oksygeninnholdet i luften høyere i volum, og i stedet for de vanlige 21%, er nivået på 30-40% satt her. Småbarn med alvorlige pusteproblemer er omgitt av luft med 100 % oksygennivå for å forhindre skade på barnets hjerne. Å være i slike omstendigheter forbedrer oksygenregimet til vev som er i en tilstand av hypoksi, og normaliserer deres vitale funksjoner. Menfor mye av det i luften er like farlig som for lite. For mye oksygen i et barns blod kan skade blodårene i øynene og forårsake synstap. Dette viser dualiteten av egenskapene til gassen. Vi må puste det for å leve, men det kan noen ganger bli en gift for kroppen.
oksidasjonsprosess
Når oksygen kombineres med hydrogen eller karbon, skjer en reaksjon som kalles oksidasjon. Denne prosessen fører til at de organiske molekylene som er grunnlaget for livet forfaller. I menneskekroppen fortsetter oksidasjonen som følger. Røde blodlegemer samler oksygen fra lungene og frakter det gjennom hele kroppen. Det er en prosess med ødeleggelse av molekylene i maten vi spiser. Denne prosessen frigjør energi, vann og karbondioksid. Sistnevnte skilles ut av blodcellene tilbake i lungene, og vi puster det ut i luften. En person kan kveles hvis den hindres i å puste i mer enn 5 minutter.
Breathing
Tenk på oksygeninnholdet i innåndingsluften. Atmosfærisk luft som kommer inn i lungene fra utsiden ved innånding kalles innånding, og luften som går ut gjennom luftveiene ved utånding kalles utånding.
Det er en blanding av luft som fylte alveolene med det som er i luftveiene. Den kjemiske sammensetningen av luften som en frisk person inhalerer og puster ut under naturlige forhold er praktisk t altvarierer og uttrykkes i tall som dette.
Gassinnhold (i %)
| - | Oxygen | karbondioksid | Nitrogen og andre gasser |
| Inhalert luft | 20, 94 | 0, 03 | 79, 03 |
| Utåndingsluft | 16, 3 | 4, 0 | 79, 7 |
| alveolær luft | 14, 2 | 5, 2 | 80, 6 |
Oksygen er hovedkomponenten i luft for livet. Endringer i mengden av denne gassen i atmosfæren er små. Hvis havet inneholder opptil 20,99% oksygen i luften, faller ikke nivået under 20,5% selv i den svært forurensede luften i industribyer. Slike endringer avslører ikke effekter på menneskekroppen. Fysiologiske lidelser oppstår når prosentandelen av oksygen i luften synker til 16-17%. Samtidig er det en klar oksygenmangel som fører til et kraftig fall i vital aktivitet, og med et oksygeninnhold på 7-8 % i luften er døden mulig.
Atmosfære i forskjellige tidsepoker
Atmosfærens sammensetning har alltid påvirket evolusjonen. På ulike geologiske tidspunkter, på grunn av naturkatastrofer, ble det observert økning eller fall i oksygennivået, og dette medførte en endring i biosystemet. For omtrent 300 millioner år siden, innholdet i atmosfærensteg til 35 %, mens planeten var bebodd av insekter av gigantisk størrelse. Den største utryddelsen av levende vesener i jordens historie skjedde for rundt 250 millioner år siden. I løpet av den døde mer enn 90% av innbyggerne i havet og 75% av innbyggerne i landet. En versjon av masseutryddelsen sier at det lave oksygeninnholdet i luften var skylden. Mengden av denne gassen har sunket til 12 % og den befinner seg i den nedre atmosfæren opp til en høyde på 5300 meter. I vår tid når oksygeninnholdet i atmosfærisk luft 20,9%, som er 0,7% lavere enn for 800 tusen år siden. Disse tallene bekreftes av forskere ved Princeton University som undersøkte prøver av isen på Grønland og Atlanterhavet som ble dannet på den tiden. Det frosne vannet reddet luftboblene, og dette faktum hjelper til med å beregne oksygennivået i atmosfæren.
Hva adlyder nivået i luften
Aktiv absorpsjon av det fra atmosfæren kan være forårsaket av bevegelse av isbreer. Når de beveger seg bort, avslører de store områder med organiske lag som forbruker oksygen. En annen grunn kan være avkjølingen av vannet i havene: bakteriene absorberer oksygen mer aktivt ved lave temperaturer. Forskerne hevder at det industrielle spranget og med det forbrenningen av en enorm mengde drivstoff ikke har noen spesiell innvirkning. Verdenshavene har blitt avkjølt i 15 millioner år, og mengden livsviktig materie i atmosfæren har gått ned uavhengig av menneskelig påvirkning. Det er sannsynlig at noen naturlige prosesser finner sted på jorden, noe som fører til at oksygenforbruketblir høyere enn produksjonen.
Menneskelig påvirkning på atmosfærens sammensetning
La oss snakke om den menneskelige innvirkningen på luftens sammensetning. Nivået som vi har i dag er ideelt for levende vesener, oksygeninnholdet i luften er 21%. Balansen mellom det og andre gasser bestemmes av livssyklusen i naturen: dyr puster ut karbondioksid, planter bruker det og frigjør oksygen.
Men det er ingen garanti for at dette nivået alltid vil være konstant. Mengden karbondioksid som slippes ut i atmosfæren øker. Dette er på grunn av menneskehetens bruk av drivstoff. Og det ble, som du vet, dannet fra fossiler av organisk opprinnelse og karbondioksid kommer inn i luften. I mellomtiden blir de største plantene på planeten vår, trær, ødelagt i økende hastighet. Kilometer med skog forsvinner på et minutt. Dette betyr at en del av oksygenet i luften gradvis faller og forskerne slår allerede alarm. Jordens atmosfære er ikke et grenseløst pantry og oksygen kommer ikke inn i den fra utsiden. Det har blitt utviklet hele tiden sammen med utviklingen av jorden. Det må hele tiden huskes at denne gassen produseres av vegetasjon i prosessen med fotosyntese på grunn av forbruket av karbondioksid. Og enhver betydelig reduksjon i vegetasjonen i form av avskoging reduserer uunngåelig inntrengningen av oksygen i atmosfæren, og forstyrrer dermed balansen.
