Güneş sistemimizin sıcak ve soğuk gezegenlerinin aksine, Dünya gezegeni bir şekilde yaşama izin veren koşullara sahiptir. Ana koşullardan biri, tüm canlıların özgürce nefes almasına izin veren ve uzayda hüküm süren ölümcül radyasyondan koruyan atmosferin bileşimidir.
Atmosfer neyden yapılmıştır
Dünya'nın atmosferi birçok gazdan oluşur. Esas olarak %77'sini kaplayan nitrojendir. Dünyada yaşamın düşünülemeyeceği gaz çok daha küçük bir hacim kaplar, havadaki oksijen içeriği atmosferin toplam hacminin %21'idir. Son %2 ise argon, karbondioksit, helyum, neon, kripton ve diğerleri dahil olmak üzere çeşitli gazların bir karışımıdır.
Dünya'nın atmosferi 8 bin km yüksekliğe kadar yükselir. Solunabilir hava, atmosferin sadece alt tabakasında bulunur.troposfer, kutuplara ulaşan - 8 km, yukarı ve ekvatorun yukarısı - 16 km. Rakım arttıkça hava incelir ve daha fazla oksijen tükenir. Havadaki oksijen içeriğinin farklı yüksekliklerde olduğunu düşünmek için bir örnek vereceğiz. Everest'in zirvesinde (rakım 8848 m), hava bu gazı deniz seviyesinden 3 kat daha az tutar. Bu nedenle, yüksek dağ zirvelerinin fatihleri - dağcılar - zirveye sadece oksijen maskeleriyle tırmanabilirler.
Oksijen gezegende hayatta kalmanın ana koşuludur
Dünya'nın varlığının başlangıcında, onu çevreleyen havanın bileşiminde bu gaz yoktu. Bu, okyanusta yüzen en basit tek hücreli moleküllerin yaşamı için oldukça uygundu. Oksijene ihtiyaçları yoktu. Süreç yaklaşık 2 milyon yıl önce, ilk canlı organizmaların, fotosentez reaksiyonu sonucu, kimyasal reaksiyonlar sonucu elde edilen bu gazdan küçük dozlarda önce okyanusa, sonra atmosfere salmaya başlamasıyla başladı. Yaşam gezegende gelişti ve çoğu zamanımıza ulaşamayan çeşitli biçimler aldı. Bazı organizmalar sonunda yeni gazla hayata uyum sağladı.
Gıdadan enerji elde etmek için enerji santrali görevi gördüğü hücrenin içinde gücünü güvenli bir şekilde kullanmayı öğrendiler. Oksijeni bu şekilde kullanmanın adı nefes almaktır ve bunu her saniye yaparız. Daha fazlasını mümkün kılan nefestikarmaşık organizmalar ve insanlar. Milyonlarca yıl boyunca, havadaki oksijen içeriği, şu anki yaklaşık %21 seviyesine fırladı. Bu gazın atmosferde birikmesi, dünya yüzeyinden 8-30 km yükseklikte ozon tabakasının oluşmasına katkıda bulunmuştur. Aynı zamanda, gezegen ultraviyole ışınlarının zararlı etkilerinden koruma aldı. Artan fotosentezin bir sonucu olarak su ve karadaki yaşam formlarının daha fazla evrimi hızla arttı.
Anaerobik yaşam
Bazı organizmalar, salınan gazın yükselen seviyelerine uyum sağlasa da, Dünya'da var olan en basit yaşam formlarının çoğu yok oldu. Diğer organizmalar oksijenden saklanarak hayatta kaldılar. Bazıları bugün, bitkiler için amino asitler oluşturmak için havadaki nitrojeni kullanarak baklagillerin köklerinde yaşıyor. Ölümcül organizma botulizmi, oksijenden başka bir "mülteci". Konserve yiyeceklerle dolu vakumlu paketlerde sessizce hayatta kalıyor.
Yaşam için en uygun oksijen seviyesi nedir
Akciğerleri henüz nefes almaya tam olarak açılmamış prematüre bebekler özel kuvözlere girerler. Onlarda, havadaki oksijen içeriği hacimce daha yüksektir ve normal% 21 yerine, burada% 30-40 seviyesi ayarlanır. Şiddetli solunum problemleri olan yeni yürümeye başlayan çocuklar, çocuğun beynine zarar vermemek için %100 oksijen seviyelerine sahip hava ile çevrilidir. Bu gibi durumlarda olmak, hipoksi durumunda olan dokuların oksijen rejimini iyileştirir ve hayati fonksiyonlarını normalleştirir. Ancakhavada çok fazla olması, az olması kadar tehlikelidir. Çocuğun kanındaki çok fazla oksijen, gözlerdeki kan damarlarına zarar verebilir ve görme kaybına neden olabilir. Bu, gazın özelliklerinin dualitesini gösterir. Yaşamak için onu solumak zorundayız ama fazlalığı bazen vücut için zehir olabilir.
Oksidasyon süreci
Oksijen hidrojen veya karbon ile birleştiğinde oksidasyon adı verilen bir reaksiyon gerçekleşir. Bu süreç, yaşamın temeli olan organik moleküllerin çürümesine neden olur. İnsan vücudunda oksidasyon şu şekilde ilerler. Kırmızı kan hücreleri, akciğerlerden oksijen toplar ve vücutta taşır. Yediğimiz yiyeceklerin moleküllerinin yıkım süreci vardır. Bu süreç enerji, su ve karbondioksit açığa çıkarır. İkincisi, kan hücreleri tarafından akciğerlere geri atılır ve biz onu havaya veririz. Bir kişi 5 dakikadan fazla nefes alması engellenirse boğulabilir.
Nefes
Solunan havadaki oksijen içeriğini düşünün. Solunduğunda dışarıdan ciğerlere giren atmosferik havaya soluma, solunduğunda solunum sisteminden çıkan havaya nefes verme denir.
Alveolleri hava yollarında bulunanlarla dolduran bir hava karışımıdır. Sağlıklı bir insanın doğal koşullarda soluduğu ve soluduğu havanın kimyasal bileşimi pratiktedeğişir ve bunun gibi sayılarla ifade edilir.
Gaz içeriği (% olarak)
| - | Oksijen | Karbondioksit | Azot ve diğer gazlar |
| Solunan hava | 20, 94 | 0, 03 | 79, 03 |
| Solunan hava | 16, 3 | 4, 0 | 79, 7 |
| Alveolar hava | 14, 2 | 5, 2 | 80, 6 |
Oksijen, yaşam için havanın ana bileşenidir. Bu gazın atmosferdeki miktarındaki değişimler küçüktür. Deniz havada %20,99'a kadar oksijen içeriyorsa, o zaman sanayi şehirlerinin çok kirli havasında bile seviyesi %20,5'in altına düşmez. Bu tür değişiklikler insan vücudu üzerindeki etkileri ortaya çıkarmaz. Havadaki oksijen yüzdesi %16-17'ye düştüğünde fizyolojik bozukluklar ortaya çıkar. Aynı zamanda, hayati aktivitede keskin bir düşüşe yol açan açık bir oksijen eksikliği vardır ve havada %7-8 oksijen içeriği ile ölüm mümkündür.
Farklı dönemlerde atmosfer
Atmosferin bileşimi her zaman evrimi etkilemiştir. Farklı jeolojik zamanlarda, doğal afetler nedeniyle oksijen seviyesinde yükselmeler veya düşüşler gözlenmiş ve bu da biyosistemde bir değişikliğe neden olmuştur. Yaklaşık 300 milyon yıl önce atmosferdeki içeriğigezegende devasa büyüklükte böcekler yaşarken, %35'e yükseldi. Dünya tarihindeki en büyük canlı yok oluşu yaklaşık 250 milyon yıl önce gerçekleşti. Bu sırada okyanus sakinlerinin% 90'ından fazlası ve kara sakinlerinin% 75'i öldü. Kitlesel yok oluşun bir versiyonu, havadaki düşük oksijen içeriğinin suçlu olduğunu söylüyor. Bu gazın miktarı %12'ye düşmüş ve 5300 metre yüksekliğe kadar alt atmosferde bulunmaktadır. Çağımızda, atmosferik havadaki oksijen içeriği, 800 bin yıl öncesine göre %0,7 daha düşük olan %20,9'a ulaşmaktadır. Bu rakamlar, o sırada oluşan Grönland ve Atlantik buz örneklerini inceleyen Princeton Üniversitesi'ndeki bilim adamları tarafından doğrulandı. Donmuş su hava kabarcıklarını kurtardı ve bu gerçek atmosferdeki oksijen seviyesinin hesaplanmasına yardımcı oluyor.
Havadaki seviyesi neye uyuyor
Atmosferden aktif olarak emilmesi, buzulların hareketinden kaynaklanabilir. Uzaklaştıkça, oksijen tüketen geniş organik katman alanlarını ortaya çıkarırlar. Başka bir neden okyanus sularının soğuması olabilir: bakterileri düşük sıcaklıklarda oksijeni daha aktif olarak emer. Araştırmacılar, endüstriyel sıçramanın ve onunla birlikte büyük miktarda yakıtın yakılmasının özel bir etkisi olmadığını savunuyorlar. Dünya okyanusları 15 milyon yıldır soğuyor ve atmosferdeki hayati madde miktarı insan etkisinden bağımsız olarak azaldı. Dünyada oksijen tüketiminin azalmasına yol açan bazı doğal süreçlerin gerçekleşmesi muhtemeldir.üretiminden daha yüksek olur.
Atmosferin bileşimi üzerindeki insan etkisi
Havanın bileşimi üzerindeki insan etkisinden bahsedelim. Bugün sahip olduğumuz seviye canlılar için idealdir, havadaki oksijen oranı %21'dir. Bunun ve diğer gazların dengesi doğadaki yaşam döngüsü tarafından belirlenir: hayvanlar karbondioksiti dışarı verir, bitkiler onu kullanır ve oksijeni serbest bırakır.
Ancak bu seviyenin her zaman sabit kalacağının garantisi yoktur. Atmosfere salınan karbondioksit miktarı artıyor. Bunun nedeni insanoğlunun yakıt kullanmasıdır. Ve bildiğiniz gibi organik kökenli fosillerden oluşuyor ve havaya karbondioksit giriyor. Bu arada, gezegenimizdeki en büyük bitkiler olan ağaçlar giderek artan bir oranda yok ediliyor. Bir dakika içinde kilometrelerce orman yok oluyor. Bu, havadaki oksijenin bir kısmının yavaş yavaş düştüğü ve bilim adamlarının alarmı çalmaya başladığı anlamına geliyor. Dünyanın atmosferi sınırsız bir kiler değildir ve ona dışarıdan oksijen girmez. Dünyanın gelişimi ile birlikte her zaman geliştirilmiştir. Bu gazın, karbondioksit tüketimi nedeniyle fotosentez sürecinde bitki örtüsü tarafından üretildiği sürekli olarak hatırlanmalıdır. Ve bitki örtüsünde ormansızlaşma biçimindeki herhangi bir önemli azalma, kaçınılmaz olarak atmosfere oksijen girişini az altır, dolayısıyla dengesini bozar.
