Anders as die warm en koue planete van ons sonnestelsel, het planeet Aarde toestande wat lewe in een of ander vorm toelaat. Een van die hooftoestande is die samestelling van die atmosfeer, wat alle lewende dinge toelaat om vrylik asem te haal en beskerm teen die dodelike straling wat in die ruimte heers.
Waaruit die atmosfeer bestaan
Die aarde se atmosfeer bestaan uit baie gasse. Dit is hoofsaaklik stikstof, wat 77% beslaan. Gas, waarsonder lewe op aarde ondenkbaar is, beslaan 'n veel kleiner volume, die suurstofinhoud in die lug is 21% van die totale volume van die atmosfeer. Die laaste 2% is 'n mengsel van verskeie gasse, insluitend argon, koolstofdioksied, helium, neon, kripton en ander.
Die aarde se atmosfeer styg tot 'n hoogte van 8 duisend km. Asemende lug word slegs in die onderste laag van die atmosfeer aangetref.troposfeer, bereik by die pole - 8 km, op en bokant die ewenaar - 16 km. Soos hoogte toeneem, word die lug dunner en hoe meer suurstof word uitgeput. Om te oorweeg watter suurstofinhoud in die lug op verskillende hoogtes is, sal ons 'n voorbeeld gee. Op die hoogtepunt van Everest (hoogte 8848 m), hou die lug hierdie gas 3 keer minder as bo seespieël. Daarom kan die veroweraars van hoë bergpieke – klimmers – net in suurstofmaskers tot sy top klim.
Suurstof is die hoofvoorwaarde vir oorlewing op die planeet
Aan die begin van die Aarde se bestaan het die lug wat dit omring het nie hierdie gas in sy samestelling gehad nie. Dit was baie geskik vir die lewe van die eenvoudigste - eensellige molekules wat in die see gedryf het. Hulle het nie suurstof nodig gehad nie. Die proses het ongeveer 2 miljoen jaar gelede begin, toe die eerste lewende organismes, as gevolg van die reaksie van fotosintese, begin om klein dosisse van hierdie gas wat verkry is as gevolg van chemiese reaksies, eers in die see, dan in die atmosfeer vry te stel. Lewe het op die planeet ontwikkel en 'n verskeidenheid vorme aangeneem, waarvan die meeste nie tot in ons tyd oorleef het nie. Sommige organismes het uiteindelik aangepas by lewe met die nuwe gas.
Hulle het geleer hoe om sy krag veilig binne die sel te gebruik, waar dit as 'n kragsentrale opgetree het, om energie uit kos te onttrek. Hierdie manier om suurstof te gebruik word asemhaling genoem, en ons doen dit elke sekonde. Dit was die asem wat dit vir meer moontlik gemaak hetkomplekse organismes en mense. Oor miljoene jare het die suurstofinhoud in die lug die hoogte ingeskiet tot sy huidige vlak van sowat 21%. Die ophoping van hierdie gas in die atmosfeer het bygedra tot die skepping van die osoonlaag op 'n hoogte van 8–30 km vanaf die aarde se oppervlak. Terselfdertyd het die planeet beskerming teen die skadelike effekte van ultravioletstrale ontvang. Die verdere evolusie van lewensvorme op water en op land het vinnig toegeneem as gevolg van verhoogde fotosintese.
Anaërobiese lewe
Hoewel sommige organismes aangepas het by die stygende vlakke van die gas wat vrygestel word, het baie van die eenvoudigste lewensvorme wat op Aarde bestaan het, verdwyn. Ander organismes het oorleef deur vir suurstof weg te kruip. Sommige van hulle leef vandag in die wortels van peulgewasse en gebruik stikstof uit die lug om aminosure vir plante te bou. Die dodelike organisme botulisme is nog 'n "vlugteling" van suurstof. Hy oorleef rustig in vakuumpakkies met blikkieskos.
Wat is die optimale suurstofvlak vir die lewe
Voorgebore babas wie se longe nog nie heeltemal oop is vir asemhaling nie, val in spesiale broeikaste. In hulle is die suurstofinhoud in die lug hoër in volume, en in plaas van die gewone 21%, word die vlak van 30-40% hier gestel. Kleuters met ernstige asemhalingsprobleme word omring deur lug met 100% suurstofvlakke om skade aan die kind se brein te voorkom. Om in sulke omstandighede te wees, verbeter die suurstofregime van weefsels wat in 'n toestand van hipoksie is, en normaliseer hul vitale funksies. Maarte veel daarvan in die lug is net so gevaarlik soos te min. Te veel suurstof in 'n kind se bloed kan die bloedvate in die oë beskadig en sigverlies veroorsaak. Dit toon die dualiteit van die eienskappe van die gas. Ons moet dit asemhaal om te lewe, maar die oormaat daarvan kan soms 'n-g.webp
Oksidasieproses
Wanneer suurstof met waterstof of koolstof kombineer, vind 'n reaksie genaamd oksidasie plaas. Hierdie proses veroorsaak dat die organiese molekules wat die basis van lewe is, verval. In die menslike liggaam verloop oksidasie soos volg. Rooibloedselle versamel suurstof uit die longe en dra dit deur die liggaam. Daar is 'n proses van vernietiging van die molekules van die kos wat ons eet. Hierdie proses stel energie, water en koolstofdioksied vry. Laasgenoemde word deur die bloedselle terug in die longe uitgeskei, en ons blaas dit in die lug uit. 'n Persoon kan versmoor as dit vir langer as 5 minute verhoed word om asem te haal.
Asemhaling
Oorweeg die suurstofinhoud in die ingeasemde lug. Atmosferiese lug wat die longe van buite af inkom wanneer dit ingeasem word, word ingeasem genoem, en die lug wat deur die asemhalingstelsel uitgaan wanneer dit uitgeasem word, word uitgeasem.
Dit is 'n mengsel van lug wat die alveoli gevul het met dit wat in die lugweë is. Die chemiese samestelling van die lug wat 'n gesonde persoon onder natuurlike toestande inasem en uitasem, is praktieswissel en word in getalle soos hierdie uitgedruk.
Gasinhoud (in %)
| - | Suurstof | Koolstofdioksied | Stikstof en ander gasse |
| Inasemlug | 20, 94 | 0, 03 | 79, 03 |
| Uitasemlug | 16, 3 | 4, 0 | 79, 7 |
| Alveolêre lug | 14, 2 | 5, 2 | 80, 6 |
Suurstof is die hoofkomponent van lug vir die lewe. Veranderinge in die hoeveelheid van hierdie gas in die atmosfeer is klein. As die see tot 20,99% suurstof in die lug bevat, dan val die vlak selfs in die baie besoedelde lug van industriële stede nie onder 20,5% nie. Sulke veranderinge openbaar nie effekte op die menslike liggaam nie. Fisiologiese afwykings verskyn wanneer die persentasie suurstof in die lug tot 16-17% daal. Terselfdertyd is daar 'n duidelike suurstoftekort, wat lei tot 'n skerp daling in lewensbelangrike aktiwiteit, en met 'n suurstofinhoud van 7-8% in die lug is dood moontlik.
Atmosfeer in verskillende eras
Die samestelling van die atmosfeer het nog altyd evolusie beïnvloed. Op verskillende geologiese tye, as gevolg van natuurrampe, is stygings of dalings in die suurstofvlak waargeneem, en dit het 'n verandering in die biosisteem meegebring. Ongeveer 300 miljoen jaar gelede, die inhoud daarvan in die atmosfeerhet tot 35% gestyg, terwyl die planeet deur insekte van reusagtige grootte bewoon is. Die grootste uitsterwing van lewende wesens in die geskiedenis van die Aarde het sowat 250 miljoen jaar gelede plaasgevind. Daartydens het meer as 90% van die inwoners van die see en 75% van die inwoners van die land gesterf. Een weergawe van die massa-uitwissing sê dat die lae suurstofinhoud in die lug te blameer was. Die hoeveelheid van hierdie gas het tot 12% gedaal en dit is in die laer atmosfeer tot op 'n hoogte van 5300 meter. In ons era bereik die suurstofinhoud in die atmosferiese lug 20,9%, wat 0,7% laer is as 800 duisend jaar gelede. Hierdie syfers word bevestig deur wetenskaplikes aan die Princeton-universiteit wat monsters van die Groenland- en Atlantiese ys wat destyds gevorm het, ondersoek het. Die bevrore water het die lugborrels gered, en hierdie feit help om die vlak van suurstof in die atmosfeer te bereken.
Wat gehoorsaam sy vlak in die lug
Aktiewe absorpsie daarvan uit die atmosfeer kan veroorsaak word deur die beweging van gletsers. Soos hulle wegbeweeg, openbaar hulle groot dele van organiese lae wat suurstof verbruik. Nog 'n rede kan die afkoeling van die water van die oseane wees: sy bakterieë absorbeer suurstof meer aktief by lae temperature. Die navorsers voer aan dat die industriële sprong en daarmee saam die verbranding van 'n groot hoeveelheid brandstof nie 'n spesiale impak het nie. Die wêreld se oseane koel al vir 15 miljoen jaar af, en die hoeveelheid lewensbelangrike materie in die atmosfeer het afgeneem ongeag die menslike impak. Dit is waarskynlik dat sommige natuurlike prosesse op Aarde plaasvind, wat lei tot die feit dat suurstofverbruikword hoër as sy produksie.
Menslike impak op die samestelling van die atmosfeer
Kom ons praat oor die menslike impak op die samestelling van die lug. Die vlak wat ons vandag het is ideaal vir lewende wesens, die suurstofinhoud in die lug is 21%. Die balans daarvan en ander gasse word bepaal deur die lewensiklus in die natuur: diere asem koolstofdioksied uit, plante gebruik dit en stel suurstof vry.
Maar daar is geen waarborg dat hierdie vlak altyd konstant sal wees nie. Die hoeveelheid koolstofdioksied wat in die atmosfeer vrygestel word, neem toe. Dit is as gevolg van die gebruik van brandstof deur die mensdom. En dit, soos u weet, is gevorm uit fossiele van organiese oorsprong en koolstofdioksied kom die lug binne. Intussen word die grootste plante op ons planeet, bome, in 'n toenemende tempo vernietig. Kilometers se woud verdwyn in 'n minuut. Dit beteken dat 'n deel van die suurstof in die lug geleidelik val en wetenskaplikes maak reeds alarm. Die aarde se atmosfeer is nie 'n onbeperkte spens nie en suurstof kom dit nie van buite af binne nie. Dit is heeltyd ontwikkel saam met die ontwikkeling van die Aarde. Daar moet voortdurend onthou word dat hierdie gas deur plantegroei in die proses van fotosintese geproduseer word as gevolg van die verbruik van koolstofdioksied. En enige beduidende vermindering in plantegroei in die vorm van ontbossing verminder onvermydelik die binnedring van suurstof in die atmosfeer en versteur daardeur sy balans.
