Naprendszerünk meleg és hideg bolygóival ellentétben a Földnek olyan feltételei vannak, amelyek lehetővé teszik az életet valamilyen formában. Az egyik fő feltétel a légkör összetétele, amely lehetővé teszi minden élőlény számára, hogy szabadon lélegezzen, és véd az űrben uralkodó halálos sugárzástól.
Miből áll a hangulat
A Föld légköre sok gázból áll. Főleg nitrogén, amely 77%-ot foglal el. A gáz, amely nélkül elképzelhetetlen az élet a Földön, sokkal kisebb térfogatot foglal el, a levegő oxigéntartalma a légkör teljes térfogatának 21%-a. Az utolsó 2% különféle gázok keveréke, köztük argon, szén-dioxid, hélium, neon, kripton és mások.
A Föld légköre 8 ezer km magasra emelkedik. A lélegző levegő csak a légkör alsó rétegében található.troposzféra, eléri a sarkokat - 8 km, felfelé és az Egyenlítő felett - 16 km. A tengerszint feletti magasság növekedésével a levegő elvékonyodik, és egyre több oxigén fogy. Annak mérlegeléséhez, hogy milyen oxigéntartalom van a levegőben különböző magasságokban, adunk egy példát. Az Everest csúcsán (8848 m tengerszint feletti magasság) a levegő háromszor kisebb mértékben tartja vissza ezt a gázt, mint a tengerszint felett. Ezért a magas hegycsúcsok meghódítói - hegymászók - csak oxigénmaszkban tudnak feljutni a csúcsra.
Az oxigén a túlélés fő feltétele a bolygón
A Föld létezésének kezdetén az őt körülvevő levegő összetételében nem tartalmazta ezt a gázt. Ez meglehetősen alkalmas volt a legegyszerűbb - egysejtű molekulák életére, amelyek az óceánban lebegtek. Nem volt szükségük oxigénre. A folyamat körülbelül 2 millió évvel ezelőtt kezdődött, amikor az első élő szervezetek a fotoszintézis reakciója következtében ebből a kémiai reakciók eredményeként kapott gázból kis adagokat kezdtek kibocsátani először az óceánba, majd a légkörbe. Az élet a bolygón fejlődött ki, és sokféle formát öltött, amelyek többsége korunkig nem maradt fenn. Néhány élőlény végül alkalmazkodott az új gázzal való élethez.
Megtanulták, hogyan kell biztonságosan használni az erejét a cellában, ahol az erőműként működött, hogy energiát vonjanak ki az élelmiszerből. Az oxigén felhasználásának ezt a módját légzésnek nevezzük, és ezt minden másodpercben megtesszük. A lehelet volt az, ami többre tett lehetõségetösszetett szervezetek és emberek. Évmilliók alatt a levegő oxigéntartalma az egekbe szökött a jelenlegi, körülbelül 21%-os szintjére. Ennek a gáznak a légkörben való felhalmozódása hozzájárult az ózonréteg kialakulásához a földfelszíntől 8-30 km-es magasságban. Ugyanakkor a bolygó védelmet kapott az ultraibolya sugarak káros hatásai ellen. Az életformák további fejlődése a vízen és a szárazföldön gyorsan megnövekedett a megnövekedett fotoszintézis eredményeként.
Anaerob élet
Bár egyes élőlények alkalmazkodtak a felszabaduló gáz emelkedő szintjéhez, a Földön létező legegyszerűbb életformák közül sok eltűnt. Más élőlények túlélték az oxigén elől elrejtőzött. Néhányuk ma a hüvelyesek gyökereiben él, és a levegő nitrogénjét használja fel aminosavak előállítására a növények számára. A halálos szervezet, a botulizmus egy másik „menekült” az oxigén elől. Csendben túléli vákuumcsomagolásban konzerveket.
Mi az optimális oxigénszint az élethez
A koraszülött babák, akiknek a tüdeje még nem nyílt meg teljesen a légzéshez, speciális inkubátorokba kerülnek. Náluk térfogat szerint nagyobb a levegő oxigéntartalma, és a megszokott 21% helyett itt 30-40%-os szintje van beállítva. A súlyos légzési problémákkal küzdő kisgyermekeket 100%-os oxigénszintű levegő veszi körül, hogy megakadályozzák a gyermek agyának károsodását. Ilyen körülmények között javul az oxigénhiányos állapotú szövetek oxigénellátása, és normalizálódik életfunkcióik. Detúl sok belőle a levegőben ugyanolyan veszélyes, mint a túl kevés. A túl sok oxigén a gyermek vérében károsíthatja a szem ereit, és látásvesztést okozhat. Ez a gáz tulajdonságainak kettősségét mutatja. Az élethez be kell lélegeznünk, de feleslege néha méreggé válhat a szervezet számára.
Oxidációs folyamat
Amikor az oxigén hidrogénnel vagy szénnel egyesül, oxidációnak nevezett reakció megy végbe. Ez a folyamat az élet alapját képező szerves molekulák bomlását okozza. Az emberi testben az oxidáció a következőképpen megy végbe. A vörösvérsejtek oxigént gyűjtenek a tüdőből, és eljuttatják az egész testben. Az elfogyasztott élelmiszer molekulái megsemmisülnek. Ez a folyamat energia, víz és szén-dioxid szabadul fel. Ez utóbbit a vérsejtek választják vissza a tüdőbe, mi pedig kifújjuk a levegőbe. Egy személy megfulladhat, ha több mint 5 percig nem lélegzik.
Légzés
Vegye figyelembe a belélegzett levegő oxigéntartalmát. A belélegzéskor a tüdőbe kívülről belépő légköri levegőt belélegzettnek, a kilégzéskor a légzőrendszeren keresztül távozó levegőt pedig kilégzésnek nevezzük.
Levegő keverék, amely az alveolusokat a légutakban lévő levegővel töltötte meg. Az egészséges ember által természetes körülmények között be- és kilélegzett levegő kémiai összetétele gyakorlatilagváltozó, és ehhez hasonló számokban van kifejezve.
Gáztartalom (%-ban)
| - | Oxigén | Szén-dioxid | Nitrogén és egyéb gázok |
| Belélegzett levegő | 20, 94 | 0, 03 | 79, 03 |
| Kilélegzett levegő | 16, 3 | 4, 0 | 79, 7 |
| Alveoláris levegő | 14, 2 | 5, 2 | 80, 6 |
Az oxigén a levegő fő alkotóeleme az élethez. E gáz mennyiségének változása a légkörben kicsi. Ha a tenger 20,99% oxigént tartalmaz a levegőben, akkor még az ipari városok nagyon szennyezett levegőjében sem csökken a szintje 20,5% alá. Az ilyen változások nem mutatnak hatást az emberi szervezetre. Fiziológiai rendellenességek akkor jelentkeznek, amikor a levegő oxigén százaléka 16-17%-ra csökken. Ugyanakkor egyértelmű az oxigénhiány, ami a létfontosságú tevékenység éles csökkenéséhez vezet, és a levegő 7-8%-os oxigéntartalma esetén halál lehetséges.
Légkör a különböző korokban
A légkör összetétele mindig is befolyásolta az evolúciót. Különböző geológiai időpontokban a természeti katasztrófák következtében az oxigénszint emelkedését vagy csökkenését figyelték meg, ami a bioszisztéma változásával járt. Körülbelül 300 millió évvel ezelőtt a légkör tartalma35%-ra emelkedett, miközben a bolygón óriási méretű rovarok éltek. Az élőlények legnagyobb kihalása a Föld történetében körülbelül 250 millió évvel ezelőtt történt. Ezalatt az óceán lakóinak több mint 90%-a, a szárazföld lakosságának 75%-a megh alt. A tömeges kihalás egyik változata szerint a levegő alacsony oxigéntartalma volt a felelős. Ennek a gáznak a mennyisége 12%-ra csökkent, és 5300 méteres magasságig az alsó légkörben van. Korunkban a légköri levegő oxigéntartalma eléri a 20,9%-ot, ami 0,7%-kal alacsonyabb, mint 800 ezer évvel ezelőtt. Ezeket az adatokat megerősítik a Princetoni Egyetem tudósai, akik az akkor kialakult grönlandi és atlanti jégmintákat vizsgálták meg. A fagyott víz megmentette a légbuborékokat, és ez a tény segít kiszámítani a légkör oxigénszintjét.
Minek engedelmeskedik a szintje a levegőben
A légkörből való aktív felszívódását a gleccserek mozgása okozhatja. Ahogy távolodnak, hatalmas területeket tárnak fel az oxigént fogyasztó szerves rétegekből. További ok lehet az óceánok vizének lehűlése: baktériumai alacsony hőmérsékleten aktívabban szívják fel az oxigént. A kutatók azzal érvelnek, hogy az ipari ugrásnak és ezzel együtt a hatalmas mennyiségű üzemanyag elégetésének nincs különösebb hatása. A világ óceánjai 15 millió éve lehűlnek, és a légkörben lévő létfontosságú anyagok mennyisége az emberi hatástól függetlenül csökkent. Valószínű, hogy bizonyos természetes folyamatok zajlanak a Földön, ami ahhoz a tényhez vezet, hogy az oxigénfogyasztásmagasabb lesz, mint a termelése.
Emberi hatás a légkör összetételére
Beszéljünk az emberi hatásról a levegő összetételére. A mai szint az élőlények számára ideális, a levegő oxigéntartalma 21%. Ennek és a többi gáznak az egyensúlyát a természetben zajló életciklus határozza meg: az állatok szén-dioxidot lélegeznek ki, a növények felhasználják és oxigént bocsátanak ki.
De nincs garancia arra, hogy ez a szint mindig állandó marad. A légkörbe kerülő szén-dioxid mennyisége nő. Ez annak köszönhető, hogy az emberiség üzemanyagot használ. És mint tudod, szerves eredetű kövületekből jött létre, és a szén-dioxid a levegőbe kerül. Eközben bolygónk legnagyobb növényei, a fák egyre nagyobb mértékben pusztulnak. Kilóméternyi erdő tűnik el egy perc alatt. Ez azt jelenti, hogy a levegőben lévő oxigén egy része fokozatosan csökken, és a tudósok már kongatják a vészharangot. A föld légköre nem egy határtalan kamra, és az oxigén kívülről nem jut be. A Föld fejlődésével együtt folyamatosan fejlődött. Folyamatosan emlékezni kell arra, hogy ezt a gázt a növényzet termeli a fotoszintézis folyamatában a szén-dioxid fogyasztása miatt. És a növényzet minden jelentős csökkenése erdőirtás formájában elkerülhetetlenül csökkenti az oxigén légkörbe jutását, ezáltal felborítja annak egyensúlyát.
