I modsætning til de varme og kolde planeter i vores solsystem har planeten Jorden forhold, der tillader liv i en eller anden form. En af hovedbetingelserne er atmosfærens sammensætning, som tillader alt levende at ånde frit og beskytter mod den dødelige stråling, der hersker i rummet.
Hvad atmosfæren består af
Jordens atmosfære består af mange gasser. Det er hovedsageligt nitrogen, som fylder 77 %. Gas, uden hvilken liv på Jorden er utænkeligt, optager et meget mindre volumen, iltindholdet i luften er 21% af atmosfærens samlede volumen. De sidste 2 % er en blanding af forskellige gasser, herunder argon, kuldioxid, helium, neon, krypton og andre.
Jordens atmosfære stiger til en højde på 8 tusinde km. Åndbar luft findes kun i det nederste lag af atmosfæren.troposfæren, når polerne - 8 km, op og over ækvator - 16 km. Når højden stiger, bliver luften tyndere, og jo mere ilt opbruges. For at overveje, hvilket iltindhold i luften er i forskellige højder, vil vi give et eksempel. På toppen af Everest (højde 8848 m) holder luften denne gas 3 gange mindre end over havets overflade. Derfor kan erobrerne af høje bjergtoppe - klatrere - kun klatre til toppen i iltmasker.
Oxygen er den vigtigste betingelse for overlevelse på planeten
I begyndelsen af Jordens eksistens havde luften, der omgav den, ikke denne gas i sin sammensætning. Dette var ganske velegnet til livet af de enkleste - encellede molekyler, der flød i havet. De behøvede ikke ilt. Processen begyndte for omkring 2 millioner år siden, da de første levende organismer, som et resultat af fotosyntese-reaktionen, begyndte at frigive små doser af denne gas opnået som et resultat af kemiske reaktioner, først i havet, derefter i atmosfæren. Livet udviklede sig på planeten og antog en række forskellige former, hvoraf de fleste ikke har overlevet til vores tid. Nogle organismer tilpassede sig til sidst til livet med den nye gas.
De lærte at bruge hans kraft sikkert inde i cellen, hvor den fungerede som et kraftværk, for at udvinde energi fra mad. Denne måde at bruge ilt på kaldes vejrtrækning, og vi gør det hvert sekund. Det var åndedrættet, der gjorde det muligt for flerekomplekse organismer og mennesker. I løbet af millioner af år er iltindholdet i luften steget til det nuværende niveau på omkring 21 %. Ophobningen af denne gas i atmosfæren bidrog til skabelsen af ozonlaget i en højde af 8-30 km fra jordens overflade. Samtidig modtog planeten beskyttelse mod de skadelige virkninger af ultraviolette stråler. Den videre udvikling af livsformer til vands og på land er steget hurtigt som følge af øget fotosyntese.
Anaerobt liv
Selvom nogle organismer har tilpasset sig de stigende niveauer af den gas, der frigives, er mange af de enkleste livsformer, der eksisterede på Jorden, forsvundet. Andre organismer overlevede ved at gemme sig fra ilt. Nogle af dem lever i dag i rødderne af bælgfrugter og bruger nitrogen fra luften til at bygge aminosyrer til planter. Den dødelige organisme botulisme er en anden "flygtning" fra ilt. Han overlever stille og roligt i vakuumpakker med dåsemad.
Hvad er det optimale iltniveau for livet
For tidligt fødte babyer, hvis lunger endnu ikke er helt åbnet for at kunne trække vejret, falder i specielle kuvøser. I dem er iltindholdet i luften højere i volumen, og i stedet for de sædvanlige 21% er dets niveau på 30-40% sat her. Småbørn med alvorlige vejrtrækningsproblemer er omgivet af luft med 100 % iltniveau for at forhindre skader på barnets hjerne. At være under sådanne omstændigheder forbedrer iltregimet i væv, der er i en tilstand af hypoxi, og normaliserer deres vitale funktioner. Menfor meget af det i luften er lige så farligt som for lidt. For meget ilt i et barns blod kan beskadige blodkarrene i øjnene og forårsage synstab. Dette viser dualiteten af gassens egenskaber. Vi skal indånde det for at leve, men dets overskud kan nogle gange blive en gift for kroppen.
Oxidationsproces
Når oxygen kombineres med brint eller kulstof, finder en reaktion, der kaldes oxidation sted. Denne proces får de organiske molekyler, der er grundlaget for livet, til at henfalde. I den menneskelige krop forløber oxidation som følger. Røde blodlegemer opsamler ilt fra lungerne og transporterer det gennem hele kroppen. Der er en proces med ødelæggelse af molekylerne i den mad, vi spiser. Denne proces frigiver energi, vand og kuldioxid. Sidstnævnte udskilles af blodcellerne tilbage i lungerne, og vi puster det ud i luften. En person kan blive kv alt, hvis den forhindres i at trække vejret i mere end 5 minutter.
Breathing
Tænk på iltindholdet i den indåndede luft. Atmosfærisk luft, der kommer ind i lungerne udefra ved indånding, kaldes inhaleret, og den luft, der går ud gennem åndedrætssystemet ved udånding, kaldes udåndet.
Det er en blanding af luft, der fyldte alveolerne med det, der er i luftvejene. Den kemiske sammensætning af luften, som en sund person indånder og udånder under naturlige forhold, er praktisk t altvarierer og er udtrykt i tal som dette.
Gasindhold (i %)
| - | Oxygen | Carbondioxid | Nitrogen og andre gasser |
| Inhaleret luft | 20, 94 | 0, 03 | 79, 03 |
| Udåndingsluft | 16, 3 | 4, 0 | 79, 7 |
| Alveolær luft | 14, 2 | 5, 2 | 80, 6 |
Oxygen er hovedbestanddelen af luft for livet. Ændringer i mængden af denne gas i atmosfæren er små. Hvis havet indeholder op til 20,99% ilt i luften, så falder dets niveau ikke under 20,5% selv i den meget forurenede luft i industribyer. Sådanne ændringer afslører ikke virkninger på den menneskelige krop. Fysiologiske lidelser opstår, når procentdelen af ilt i luften falder til 16-17%. Samtidig er der et tydeligt iltmangel, som medfører et kraftigt fald i vital aktivitet, og med et iltindhold på 7-8 % i luften er døden mulig.
Atmosfære i forskellige epoker
Atmosfærens sammensætning har altid påvirket udviklingen. På forskellige geologiske tidspunkter blev der på grund af naturkatastrofer observeret stigninger eller fald i iltniveauet, hvilket medførte en ændring i biosystemet. For cirka 300 millioner år siden, dens indhold i atmosfærensteg til 35 %, mens planeten var beboet af insekter af gigantisk størrelse. Den største udryddelse af levende væsener i Jordens historie skete for omkring 250 millioner år siden. I løbet af den døde mere end 90% af havets indbyggere og 75% af landets indbyggere. En version af masseudryddelsen siger, at det lave iltindhold i luften var skylden. Mængden af denne gas er faldet til 12%, og den er i den lavere atmosfære op til en højde på 5300 meter. I vores æra når iltindholdet i den atmosfæriske luft 20,9%, hvilket er 0,7% lavere end for 800 tusind år siden. Disse tal bekræftes af forskere ved Princeton University, som undersøgte prøver af Grønland og Atlanterhavsisen, der blev dannet på det tidspunkt. Det frosne vand reddede luftboblerne, og dette faktum hjælper med at beregne niveauet af ilt i atmosfæren.
Hvad adlyder dens niveau i luften
Aktiv absorption af det fra atmosfæren kan være forårsaget af gletsjeres bevægelse. Når de bevæger sig væk, afslører de enorme områder af organiske lag, der forbruger ilt. En anden grund kan være afkølingen af havenes vand: dens bakterier absorberer ilt mere aktivt ved lave temperaturer. Forskerne hævder, at det industrielle spring og dermed afbrændingen af en enorm mængde brændstof ikke har en særlig indflydelse. Verdenshavene er blevet afkølet i 15 millioner år, og mængden af livsvigtigt stof i atmosfæren er faldet uanset menneskelig påvirkning. Det er sandsynligt, at nogle naturlige processer finder sted på Jorden, hvilket fører til, at iltforbrugetbliver højere end sin produktion.
Menneskelig indflydelse på atmosfærens sammensætning
Lad os tale om den menneskelige indvirkning på luftens sammensætning. Det niveau, vi har i dag, er ideelt for levende væsener, iltindholdet i luften er 21%. Balancen mellem det og andre gasser bestemmes af livscyklussen i naturen: dyr udånder kuldioxid, planter bruger det og frigiver ilt.
Men der er ingen garanti for, at dette niveau altid vil være konstant. Mængden af kuldioxid, der frigives til atmosfæren, er stigende. Dette skyldes menneskehedens brug af brændstof. Og det blev som bekendt dannet af fossiler af organisk oprindelse, og kuldioxid kommer ind i luften. I mellemtiden bliver de største planter på vores planet, træer, ødelagt i stigende hastighed. Kilometer skov forsvinder på et minut. Det betyder, at en del af ilten i luften gradvist falder, og forskerne slår allerede alarm. Jordens atmosfære er ikke et grænseløst spisekammer, og ilt kommer ikke ind i den udefra. Det er blevet udviklet hele tiden sammen med udviklingen af Jorden. Det skal konstant huskes, at denne gas produceres af vegetation i processen med fotosyntese på grund af forbruget af kuldioxid. Og enhver væsentlig reduktion af vegetationen i form af skovrydning reducerer uundgåeligt indtrængen af ilt i atmosfæren og forstyrrer derved dens balance.
