In tegenstelling tot de warme en koude planeten van ons zonnestelsel, heeft planeet Aarde omstandigheden die leven in een of andere vorm mogelijk maken. Een van de belangrijkste voorwaarden is de samenstelling van de atmosfeer, waardoor alle levende wezens vrij kunnen ademen en beschermt tegen de dodelijke straling die in de ruimte heerst.
Waar is de sfeer van gemaakt
De atmosfeer van de aarde bestaat uit veel gassen. Het is voornamelijk stikstof, dat 77% inneemt. Gas, zonder welk leven op aarde ondenkbaar is, neemt een veel kleiner volume in, het zuurstofgeh alte in de lucht is 21% van het totale volume van de atmosfeer. De laatste 2% is een mengsel van verschillende gassen, waaronder argon, koolstofdioxide, helium, neon, krypton en andere.
De atmosfeer van de aarde stijgt tot een hoogte van 8000 km. Ademende lucht is alleen te vinden in de onderste laag van de atmosfeer.troposfeer, reikend aan de polen - 8 km, omhoog en boven de evenaar - 16 km. Naarmate de hoogte toeneemt, wordt de lucht dunner en wordt er meer zuurstof verbruikt. Om na te gaan wat het zuurstofgeh alte in de lucht is op verschillende hoogtes, geven we een voorbeeld. Op de top van de Everest (hoogte 8848 m) houdt de lucht dit gas 3 keer minder vast dan boven zeeniveau. Daarom kunnen de veroveraars van hoge bergtoppen - klimmers - alleen met zuurstofmaskers naar de top klimmen.
Zuurstof is de belangrijkste voorwaarde om op aarde te overleven
Aan het begin van het bestaan van de aarde had de lucht eromheen dit gas niet in zijn samenstelling. Dit was redelijk geschikt voor het leven van de eenvoudigste - eencellige moleculen die in de oceaan dreven. Ze hadden geen zuurstof nodig. Het proces begon ongeveer 2 miljoen jaar geleden, toen de eerste levende organismen, als gevolg van de reactie van fotosynthese, kleine doses van dit gas, verkregen als gevolg van chemische reacties, begonnen af te geven, eerst in de oceaan en vervolgens in de atmosfeer. Het leven evolueerde op de planeet en nam verschillende vormen aan, waarvan de meeste onze tijd niet hebben overleefd. Sommige organismen hebben zich uiteindelijk aangepast aan het leven met het nieuwe gas.
Ze leerden hoe ze zijn kracht veilig in de cel konden gebruiken, waar het als energiecentrale fungeerde, om energie uit voedsel te halen. Deze manier van zuurstof gebruiken wordt ademen genoemd, en we doen het elke seconde. Het was de adem die het mogelijk maakte voor meercomplexe organismen en mensen. In de loop van miljoenen jaren is het zuurstofgeh alte in de lucht omhooggeschoten tot het huidige niveau van ongeveer 21%. De ophoping van dit gas in de atmosfeer heeft bijgedragen aan het ontstaan van de ozonlaag op een hoogte van 8-30 km van het aardoppervlak. Tegelijkertijd kreeg de planeet bescherming tegen de schadelijke effecten van ultraviolette stralen. De verdere evolutie van levensvormen op het water en op het land is snel toegenomen als gevolg van de toegenomen fotosynthese.
Anaëroob leven
Hoewel sommige organismen zich hebben aangepast aan de stijgende niveaus van het vrijkomende gas, zijn veel van de eenvoudigste levensvormen die op aarde bestonden verdwenen. Andere organismen overleefden door zich te verbergen voor zuurstof. Sommigen van hen leven tegenwoordig in de wortels van peulvruchten en gebruiken stikstof uit de lucht om aminozuren voor planten te bouwen. Het dodelijke organisme botulisme is een andere "vluchteling" van zuurstof. Hij overleeft stilletjes in vacuümverpakkingen met ingeblikt voedsel.
Wat is het optimale zuurstofgeh alte voor het leven
Premature baby's, van wie de longen nog niet volledig zijn geopend om te ademen, vallen in speciale couveuses. Daarin is het zuurstofgeh alte in de lucht in volume hoger en in plaats van de gebruikelijke 21% wordt hier het niveau van 30-40% ingesteld. Peuters met ernstige ademhalingsproblemen worden omringd door lucht met 100% zuurstofgeh alte om schade aan de hersenen van het kind te voorkomen. In dergelijke omstandigheden zijn verbetert het zuurstofregime van weefsels die zich in een staat van hypoxie bevinden en normaliseert hun vitale functies. Maarte veel ervan in de lucht is net zo gevaarlijk als te weinig. Te veel zuurstof in het bloed van een kind kan de bloedvaten in de ogen beschadigen en verlies van het gezichtsvermogen veroorzaken. Dit toont de dualiteit van de eigenschappen van het gas. We moeten het inademen om te leven, maar de overmaat ervan kan soms een ve-g.webp
Oxidatieproces
Wanneer zuurstof wordt gecombineerd met waterstof of koolstof, vindt er een reactie plaats die oxidatie wordt genoemd. Dit proces zorgt ervoor dat de organische moleculen die aan de basis van het leven liggen, vervallen. In het menselijk lichaam verloopt de oxidatie als volgt. Rode bloedcellen verzamelen zuurstof uit de longen en vervoeren het door het lichaam. Er is een proces van vernietiging van de moleculen van het voedsel dat we eten. Bij dit proces komen energie, water en koolstofdioxide vrij. Dit laatste wordt door de bloedcellen weer uitgescheiden in de longen, en we ademen het uit in de lucht. Een persoon kan stikken als hij langer dan 5 minuten niet kan ademen.
Ademen
Houd rekening met het zuurstofgeh alte in de ingeademde lucht. Atmosferische lucht die bij inademing van buiten de longen binnenkomt, wordt ingeademd genoemd, en de lucht die bij uitademing via het ademhalingssysteem naar buiten gaat, wordt uitgeademd genoemd.
Het is een mengsel van lucht dat de longblaasjes vulde met wat zich in de luchtwegen bevindt. De chemische samenstelling van de lucht die een gezond persoon in- en uitademt onder natuurlijke omstandigheden is praktischvarieert en wordt uitgedrukt in getallen zoals deze.
Gasgeh alte (in %)
| - | Zuurstof | Kooldioxide | Stikstof en andere gassen |
| Ingeademde lucht | 20, 94 | 0, 03 | 79, 03 |
| Uitgeademde lucht | 16, 3 | 4, 0 | 79, 7 |
| Alveolaire lucht | 14, 2 | 5, 2 | 80, 6 |
Zuurstof is het belangrijkste bestanddeel van lucht voor het leven. Veranderingen in de hoeveelheid van dit gas in de atmosfeer zijn klein. Als de zee tot 20,99% zuurstof in de lucht bevat, dan komt het niveau zelfs in de zeer vervuilde lucht van industriesteden niet onder de 20,5%. Dergelijke veranderingen onthullen geen effecten op het menselijk lichaam. Fysiologische stoornissen treden op wanneer het zuurstofpercentage in de lucht da alt tot 16-17%. Tegelijkertijd is er een duidelijk zuurstoftekort, wat leidt tot een scherpe daling van de vitale activiteit, en met een zuurstofgeh alte van 7-8% in de lucht is de dood mogelijk.
Sfeer in verschillende tijdperken
De samenstelling van de atmosfeer heeft altijd de evolutie beïnvloed. Op verschillende geologische tijden, als gevolg van natuurrampen, werden stijgingen of dalingen van het zuurstofgeh alte waargenomen, en dit bracht een verandering in het biosysteem met zich mee. Ongeveer 300 miljoen jaar geleden, de inhoud ervan in de atmosfeersteeg tot 35%, terwijl de planeet werd bewoond door insecten van gigantische omvang. De grootste uitsterving van levende wezens in de geschiedenis van de aarde vond ongeveer 250 miljoen jaar geleden plaats. Tijdens deze periode stierven meer dan 90% van de bewoners van de oceaan en 75% van de bewoners van het land. Een versie van de massa-extinctie zegt dat het lage zuurstofgeh alte in de lucht de oorzaak was. De hoeveelheid van dit gas is gedaald tot 12% en bevindt zich in de lagere atmosfeer tot een hoogte van 5300 meter. In onze tijd bereikt het zuurstofgeh alte in de atmosferische lucht 20,9%, wat 0,7% lager is dan 800 duizend jaar geleden. Deze cijfers worden bevestigd door wetenschappers van de Universiteit van Princeton die monsters onderzochten van het Groenland- en Atlantisch ijs dat zich in die tijd vormde. Het bevroren water redde de luchtbellen, en dit feit helpt om het zuurstofgeh alte in de atmosfeer te berekenen.
Waar gehoorzaamt het niveau in de lucht aan
Actieve opname ervan uit de atmosfeer kan worden veroorzaakt door de beweging van gletsjers. Terwijl ze wegtrekken, onthullen ze uitgestrekte gebieden met organische lagen die zuurstof verbruiken. Een andere reden kan de afkoeling van het water van de oceanen zijn: de bacteriën nemen zuurstof actiever op bij lage temperaturen. De onderzoekers stellen dat de industriële sprong en daarmee de verbranding van een enorme hoeveelheid brandstof geen bijzondere impact heeft. De oceanen van de wereld koelen al 15 miljoen jaar af en de hoeveelheid vitale materie in de atmosfeer is afgenomen, ongeacht de menselijke impact. Het is waarschijnlijk dat sommige natuurlijke processen op aarde plaatsvinden, waardoor het zuurstofverbruikhoger wordt dan zijn productie.
Menselijke invloed op de samenstelling van de atmosfeer
Laten we het hebben over de menselijke invloed op de samenstelling van de lucht. Het niveau dat we vandaag hebben is ideaal voor levende wezens, het zuurstofgeh alte in de lucht is 21%. De balans tussen het en andere gassen wordt bepaald door de levenscyclus in de natuur: dieren ademen kooldioxide uit, planten gebruiken het en geven zuurstof af.
Maar er is geen garantie dat dit niveau altijd constant zal zijn. De hoeveelheid koolstofdioxide die vrijkomt in de atmosfeer neemt toe. Dit komt door het gebruik van brandstof door de mens. En het is, zoals je weet, gevormd uit fossielen van organische oorsprong en kooldioxide komt in de lucht. Ondertussen worden de grootste planten op onze planeet, bomen, steeds sneller vernietigd. Kilometers bos verdwijnen in een minuut. Dit betekent dat een deel van de zuurstof in de lucht geleidelijk da alt en wetenschappers al aan de alarmbel trekken. De atmosfeer van de aarde is geen grenzeloze voorraadkast en zuurstof komt er niet van buitenaf binnen. Het is de hele tijd samen met de ontwikkeling van de aarde ontwikkeld. Er moet voortdurend aan worden herinnerd dat dit gas wordt geproduceerd door vegetatie tijdens het fotosyntheseproces als gevolg van het verbruik van koolstofdioxide. En elke significante vermindering van vegetatie in de vorm van ontbossing vermindert onvermijdelijk het binnendringen van zuurstof in de atmosfeer, waardoor het evenwicht wordt verstoord.
