?em?s sud?tis. Oras

Oras yra mechaninis ?vairi? duj?, sudaran?i? ?em?s atmosfer?, mi?inys. Oras yra b?tinas gyv? organizm? kv?pavimui ir pla?iai naudojamas pramon?je.

Tai, kad oras yra mi?inys, o ne vienalyt? med?iaga, buvo ?rodyta per ?kot? mokslininko Josepho Blacko eksperimentus. Vieno j? metu mokslininkas i?siai?kino, kad kaitinant balt?j? magnezij? (magnio karbonat?), i?siskiria „suri?tas oras“, tai yra anglies dioksidas, susidaro sudegusi magnezija (magnio oksidas). Prie?ingai, kai deginamas kalkakmenis, „suri?tas oras“ pa?alinamas. Remdamasis ?iais eksperimentais, mokslininkas padar? i?vad?, kad anglies ir ?armini? ?arm? skirtumas yra tas, kad pirmieji apima anglies dioksid?, kuris yra vienas i? oro komponent?. ?iandien mes ?inome, kad be anglies dioksido, ?em?s oro sud?tis apima:

Lentel?je nurodytas duj? santykis ?em?s atmosferoje b?dingas jos apatiniams sluoksniams, iki 120 km auk??io. ?iose srityse yra gerai sumai?ytas, vienalytis regionas, vadinamas homosfera. Vir? homosferos yra heterosfera, kuriai b?dingas duj? molekuli? skilimas ? atomus ir jonus. Regionai vienas nuo kito atskirti turbopauze.

Chemin? reakcija, kurios metu, veikiant saul?s ir kosminei spinduliuotei, molekul?s skyla ? atomus, vadinama fotodisociacija. Skilimo metu molekuliniam deguoniui susidaro atominis deguonis, kuris yra pagrindin?s atmosferos dujos auk?tesniame nei 200 km auk?tyje. Didesniame nei 1200 km auk?tyje pradeda vyrauti vandenilis ir helis, kurie yra lengviausios i? duj?.

Kadangi did?ioji oro dalis yra sutelkta 3 apatiniuose atmosferos sluoksniuose, oro sud?ties poky?iai didesniame nei 100 km auk?tyje neturi pastebimos ?takos bendrai atmosferos sud??iai.

Azotas yra labiausiai paplitusios dujos, kurios sudaro daugiau nei tris ketvirtadalius ?em?s oro t?rio. ?iuolaikinis azotas susidar? ankstyvajai amoniako-vandenilio atmosferai oksiduojantis molekuliniu deguonimi, kuris susidaro fotosintez?s metu. ?iuo metu nedidelis azoto kiekis patenka ? atmosfer? d?l denitrifikacijos – nitrat? redukavimo ? nitritus proceso, po kurio susidaro dujiniai oksidai ir molekulinis azotas, kur? gamina anaerobiniai prokariotai. Dalis azoto ? atmosfer? patenka ugnikalni? i?siver?im? metu.

Vir?utin?je atmosferoje, veikiant elektros i?krovoms, dalyvaujant ozonui, molekulinis azotas oksiduojasi iki azoto monoksido:

N 2 + O 2 -> 2NO

Normaliomis s?lygomis monoksidas i? karto reaguoja su deguonimi, sudarydamas azoto oksid?:

2NO + O 2 -> 2N 2 O

Azotas yra svarbiausias cheminis elementas ?em?s atmosferoje. Azotas yra baltym? dalis, suteikia augalams mineralin? mityb?. Jis lemia biochemini? reakcij? greit?, atlieka deguonies skiediklio vaidmen?.

Deguonis yra antros pagal gausum? dujos ?em?s atmosferoje. ?i? duj? susidarymas yra susij?s su augal? ir bakterij? fotosintez?s aktyvumu. Kuo ?vair?jo ir daug?jo fotosintetini? organizm?, tuo reik?mingesnis tapo deguonies kiekio atmosferoje procesas. Mantijos degazavimo metu i?siskiria nedidelis sunkiojo deguonies kiekis.

Vir?utiniuose troposferos ir stratosferos sluoksniuose, veikiant ultravioletinei saul?s spinduliuotei (?ymime hn), susidaro ozonas:

O 2 + hn -> 2O

D?l tos pa?ios ultravioletin?s spinduliuot?s poveikio ozonas skyla:

O 3 + hn -> O 2 + O

O 3 + O -> 2O 2

Pirmosios reakcijos metu susidaro atominis deguonis, antrosios - molekulinis deguonis. Visos 4 reakcijos vadinamos Chapmano mechanizmu brit? mokslininko Sidney Chapman vardu, kuris jas atrado 1930 m.

Deguonis naudojamas gyv? organizm? kv?pavimui. Su jo pagalba vyksta oksidacijos ir degimo procesai.

Ozonas apsaugo gyvus organizmus nuo ultravioletin?s spinduliuot?s, sukelian?ios negr??tamas mutacijas. Did?iausia ozono koncentracija stebima ?emutin?je stratosferoje vadinamojoje. ozono sluoksnis arba ozono ekranas, esantis 22-25 km auk?tyje. Ozono kiekis nedidelis: esant normaliam sl?giui, visas ?em?s atmosferos ozonas u?imt? tik 2,91 mm storio sluoksn?.

Tre?i?j? pagal da?num? atmosferoje duj? – argono, taip pat neono, helio, kriptono ir ksenono susidarymas siejamas su ugnikalni? i?siver?imais ir radioaktyvi? element? irimu.

Vis? pirma helis yra urano, torio ir rad?io radioaktyvaus skilimo produktas: 238 U -> 234 Th + a, 230 Th -> 226 Ra + 4 He, 226 Ra -> 222 Rn + a (?iose reakcijose a- dalel? yra helio branduolys, kuris energijos praradimo procese sugauna elektronus ir tampa 4 He).

Argonas susidaro irstant kalio radioaktyviajam izotopui: 40 K -> 40 Ar + g.

Neonas i?b?ga i? magmini? uolien?.

Kriptonas susidaro kaip galutinis urano (235 U ir 238 U) ir torio Th skilimo produktas.

Did?ioji dalis atmosferos kriptono susidar? ankstyvosiose ?em?s evoliucijos stadijose d?l fenomenaliai trumpo pus?jimo trukm?s transurano element? skilimo arba atkeliavo i? kosmoso, kuriame kriptono kiekis yra de?imt milijon? kart? didesnis nei ?em?je. .

Ksenonas yra urano skilimo rezultatas, ta?iau did?ioji dalis ?i? duj? lieka i? ankstyv?j? ?em?s formavimosi etap? – pirmin?s atmosferos.

Anglies dioksidas ? atmosfer? patenka d?l ugnikalni? i?siver?im? ir organini? med?iag? irimo procese. Jo kiekis vidutini? ?em?s platum? atmosferoje labai skiriasi priklausomai nuo met? laik?: ?iem? CO 2 kiekis did?ja, o vasar? ma??ja. ?is svyravimas yra susij?s su augal?, kurie fotosintez?s procese naudoja anglies dioksid?, veikla.

Vandenilis susidaro skaidant vanden? veikiant saul?s spinduliuotei. Ta?iau, b?dama lengviausia i? atmosfer? sudaran?i? duj?, ji nuolat patenka ? kosmos?, tod?l jos kiekis atmosferoje yra labai ma?as.

Vandens garai yra vandens i?garavimo i? e?er?, upi?, j?r? ir sausumos pavir?iaus rezultatas.

Pagrindini? duj? koncentracija apatiniuose atmosferos sluoksniuose, i?skyrus vandens garus ir anglies dioksid?, yra pastovi. Ma?ais kiekiais atmosferoje yra sieros oksido SO 2, amoniako NH 3, anglies monoksido CO, ozono O 3, vandenilio chlorido HCl, vandenilio fluorido HF, azoto monoksido NO, angliavandenili?, gyvsidabrio gar? Hg, jodo I 2 ir daugelio kit?. Apatiniame troposferos atmosferos sluoksnyje nuolat yra daug skendin?i? kiet?j? ir skyst?j? daleli?.

Kiet?j? daleli? ?altiniai ?em?s atmosferoje yra ugnikalni? i?siver?imai, augal? ?iedadulk?s, mikroorganizmai, o pastaruoju metu ir ?mogaus veikla, pavyzd?iui, i?kastinio kuro deginimas gamybos procesuose. Ma?iausios dulki? dalel?s, kurios yra kondensacijos branduoliai, yra r?ko ir debes? susidarymo prie?astys. Be nuolat atmosferoje esan?i? kiet?j? daleli? krituliai ?em?je nei?krist?.

Dujinis apvalkalas, supantis m?s? planet? ?em?, ?inomas kaip atmosfera, susideda i? penki? pagrindini? sluoksni?. ?ie sluoksniai atsiranda planetos pavir?iuje, nuo j?ros lygio (kartais ?emiau) ir kyla ? kosmos? tokia seka:

• Troposfera;
• Stratosfera;
• mezosfera;
• Termosfera;
• Egzosfera.

Pagrindini? ?em?s atmosferos sluoksni? diagrama

Tarp kiekvieno i? ?i? penki? pagrindini? sluoksni? yra pereinamosios zonos, vadinamos „pauz?s“, kuriose kei?iasi oro temperat?ra, sud?tis ir tankis. Kartu su pauz?mis ?em?s atmosfer? sudaro 9 sluoksniai.

Troposfera: kur vyksta oras

I? vis? atmosferos sluoksni? troposfera yra ta, su kuria esame labiausiai pa??stami (nesvarbu, suprantate tai ar ne), nes gyvename jos apa?ioje – planetos pavir?iuje. Jis apgaubia ?em?s pavir?i? ir t?siasi ? vir?? kelis kilometrus. ?odis troposfera rei?kia „rutulio pasikeitimas“. Labai tinkamas pavadinimas, nes ?is sluoksnis yra m?s? kasdieni? or? vieta.

Pradedant nuo planetos pavir?iaus, troposfera pakyla ? 6–20 km auk?t?. Ar?iausiai m?s? esan?iame apatiniame sluoksnio tre?dalyje yra 50% vis? atmosferos duj?. Tai vienintel? visos atmosferos sud?ties dalis, kuri kv?puoja. D?l to, kad or? i? apa?ios kaitina ?em?s pavir?ius, kuris sugeria Saul?s ?ilumin? energij?, did?jant auk??iui troposferos temperat?ra ir sl?gis ma??ja.

Vir?uje yra plonas sluoksnis, vadinamas tropopauze, kuris yra tik buferis tarp troposferos ir stratosferos.

Stratosfera: ozono namai

Stratosfera yra kitas atmosferos sluoksnis. Jis t?siasi nuo 6-20 km iki 50 km vir? ?em?s pavir?iaus. Tai yra sluoksnis, kuriuo skrenda dauguma komercini? l?ktuv? ir keliauja oro balionai.

?ia oras neteka auk?tyn ir ?emyn, o juda lygiagre?iai pavir?iui labai greitomis oro srov?mis. Kylant auk?tyn temperat?ra did?ja d?l gausyb?s nat?raliai susidaran?io ozono (O3), ?alutinio saul?s spinduliuot?s produkto, ir deguonies, geban?io sugerti ?alingus saul?s ultravioletinius spindulius (bet koks temperat?ros kilimas atsi?velgiant ? auk?t? yra ?inomas meteorologija kaip „inversija“) .

Kadangi stratosferos apa?ioje yra ?iltesn? temperat?ra, o vir?uje – v?sesn?, konvekcija (vertikalus oro masi? jud?jimas) ?ioje atmosferos dalyje yra reta. Ties? sakant, troposferoje siau?ian?i? audr? galite pamatyti i? stratosferos, nes sluoksnis veikia kaip konvekcijos „dangtelis“, pro kur? neprasiskverbia audros debesys.

Po stratosferos v?l seka buferinis sluoksnis, ?? kart? vadinamas stratopauze.

Mezosfera: vidurin? atmosfera

Mezosfera yra ma?daug 50–80 km atstumu nuo ?em?s pavir?iaus. Vir?utin? mezosfera yra ?al?iausia nat?rali vieta ?em?je, kur temperat?ra gali nukristi ?emiau -143°C.

Termosfera: vir?utin? atmosfera

Po mezosferos ir mezopauz?s seka termosfera, esanti 80–700 km auk?tyje vir? planetos pavir?iaus ir kurioje yra ma?iau nei 0,01 % viso atmosferos apvalkalo oro. Temperat?ra ?ia siekia iki +2000°C, ta?iau d?l stipraus oro ret?jimo ir ?ilumai perne?an?i? duj? molekuli? tr?kumo ?ios auk?tos temperat?ros suvokiamos kaip labai ?altos.

Egzosfera: atmosferos ir erdv?s riba

Ma?daug 700–10 000 km auk?tyje vir? ?em?s pavir?iaus yra egzosfera – i?orinis atmosferos kra?tas, besiribojantis su erdve. ?ia meteorologiniai palydovai sukasi aplink ?em?.

O kaip su jonosfera?

Jonosfera n?ra atskiras sluoksnis, ir i? tikr?j? ?is terminas vartojamas kalbant apie atmosfer?, esan?i? 60–1000 km auk?tyje. Ji apima auk??iausias mezosferos dalis, vis? termosfer? ir dal? egzosferos. Jonosfera gavo savo pavadinim?, nes ?ioje atmosferos dalyje Saul?s spinduliuot? jonizuojasi, kai ji praeina pro ?em?s magnetinius laukus ir . ?is rei?kinys stebimas i? ?em?s kaip ?iaur?s pa?vaist?.

Pastebimas laisvojo deguonies kiekio padid?jimas ?em?s atmosferoje prie? 2,4 milijardo met?, matyt, buvo labai greito per?jimo i? vienos pusiausvyros b?senos ? kit? rezultatas. Pirmasis lygis atitiko itin ma?? O 2 koncentracij? – apie 100 000 kart? ma?esn? nei dabar. Antrasis pusiausvyros lygis gali b?ti pasiektas esant didesnei koncentracijai, bent 0,005 dabartinio. Deguonies kiekis tarp ?i? dviej? lygi? pasi?ymi dideliu nestabilumu. Tokio „bistabilumo“ buvimas leid?ia suprasti, kod?l ?em?s atmosferoje buvo tiek ma?ai laisvo deguonies ma?iausiai 300 milijon? met? po to, kai cianobakterijos (m?lynai ?alios „dumbliai“) prad?jo j? gaminti.

?iuo metu ?em?s atmosfer? sudaro 20% laisvo deguonies, kuris yra ne kas kita, kaip cianobakterij?, dumbli? ir auk?tesni? augal? fotosintez?s ?alutinis produktas. Daug deguonies i?skiria atogr??? mi?kai, kurie populiariuose leidiniuose da?nai vadinami planetos plau?iais. Ta?iau kartu nutylima, kad per metus atogr??? mi?kai sunaudoja beveik tiek pat deguonies, kiek pasigamina. Jis i?leid?iamas kv?puoti organizmams, kurie skaido gatav? organin? med?iag?, pirmiausia bakterijas ir grybus. D?l, kad atmosferoje prad?t? kauptis deguonis, i? ciklo turi b?ti pa?alinta bent dalis fotosintez?s metu susidariusios med?iagos- pavyzd?iui, patekti ? dugno nuos?das ir tapti nepasiekiamomis bakterijoms, kurios j? skaido aerobi?kai, tai yra sunaudodamos deguon?.

Bendra deguonies (ty „deguon? suteikian?ios“) fotosintez?s reakcija gali b?ti para?yta taip:
CO 2 + H 2 O + hn-> (CH2O) + O2,
kur hn yra saul?s ?viesos energija, o (CH 2 O) yra apibendrinta organin?s med?iagos formul?. Kv?pavimas yra atvirk?tinis procesas, kur? galima para?yti taip:
(CH 2 O) + O 2 -> CO 2 + H 2 O.
Tokiu atveju i?siskirs organizmams reikalinga energija. Ta?iau aerobinis kv?pavimas galimas tik esant ne ma?esnei kaip 0,01 dabartinio O 2 koncentracijai (vadinamasis Pastero ta?kas). Anaerobin?mis s?lygomis organin?s med?iagos skyla fermentacijos b?du, o paskutin?se ?io proceso stadijose da?nai susidaro metanas. Pavyzd?iui, apibendrinta metanogenez?s lygtis susidarant acetatui atrodo taip:
2(CH 2 O) -> CH 3 COOH -> CH 4 + CO 2.
Jei derinsime fotosintez?s proces? su v?lesniu organini? med?iag? skilimu anaerobin?mis s?lygomis, tada bendra lygtis atrodys taip:
CO 2 + H 2 O + hn-> 1/2 CH 4 + 1/2 CO 2 + O 2.
B?tent toks organini? med?iag? skaidymo b?das, matyt, buvo pagrindinis senov?s biosferoje.

Daug svarbi? detali?, kaip buvo nustatyta ?iuolaikin? pusiausvyra tarp deguonies tiekimo ? atmosfer? ir jo pa?alinimo, lieka neai?ki. Juk pastebimas deguonies kiekio padid?jimas, vadinamasis „Did?ioji atmosferos oksidacija“ (Did?ioji oksidacija), ?vyko tik prie? 2,4 milijardo met?, nors tikrai ?inoma, kad cianobakterij?, vykdan?i? deguonies fotosintez?, jau buvo gana daug ir aktyv?s prie? 2,7 milijardo met?, o jie atsirado dar anks?iau, galb?t prie? 3 milijardus met?. Taigi, per ma?iausiai 300 milijon? met? cianobakterij? veikla nepadid?jo deguonies kiekio atmosferoje.

Prielaida, kad d?l koki? nors prie?as?i? staiga i?augo grynoji pirmin? gamyba (tai yra organini? med?iag?, susidaran?i? cianobakterij? fotosintez?s metu), padid?jimas, neatlaik? kritikos. Faktas yra tai, kad vykstant fotosintezei daugiausia suvartojamas lengvasis anglies izotopas 12 C, o aplinkoje did?ja santykinis sunkesniojo izotopo 13 C. Atitinkamai dugno nuos?dos, kuriose yra organini? med?iag?, tur?t? b?ti i?eikvotos 13 C izotopu, kuris kaupiasi. vandenyje ir eina ? karbonat? susidarym?. Ta?iau 12С ir 13С santykis karbonatuose ir nuos?d? organin?se med?iagose i?lieka nepakit?s, nepaisant radikali? deguonies koncentracijos poky?i? atmosferoje. Tai rei?kia, kad visa esm? yra ne O 2 ?altinyje, o jo, kaip teigia geochemikai, „nusk?sime“ (pasitraukime i? atmosferos), kuris staiga labai suma??jo, d?l ko labai padid?jo deguonies kiekis. atmosferoje.

Paprastai manoma, kad prie? pat „Did?i?j? atmosferos oksidacij?“ visas tuomet susidar?s deguonis buvo i?leistas redukuot? gele?ies jungini? (o v?liau ir sieros), kuri? ?em?s pavir?iuje buvo gana daug, oksidacijai. Vis? pirma, tada susiformavo vadinamosios „juostin?s gele?ies r?dos“. Ta?iau neseniai Ryt? Anglijos universiteto (Norid?as, JK) Aplinkos moksl? mokyklos doktorantas Colinas Goldblattas kartu su dviem kolegomis i? to paties universiteto padar? i?vad?, kad deguonies kiekis ?em?s atmosferoje gali b?ti viename. dviej? pusiausvyros b?sen?: jis gali b?ti arba labai ma?as – apie 100 t?kstan?i? kart? ma?esnis nei dabar, arba gana didelis (nors i? ?iuolaikinio steb?tojo pozicij? jis yra ma?as) – ne ma?iau kaip 0,005 dabartinio lygio.

Si?lomame modelyje jie atsi?velg? ? deguonies ir redukuot? jungini? patekim? ? atmosfer?, ypa? atkreipdami d?mes? ? laisvo deguonies ir metano santyk?. Jie pa?ym?jo, kad jei deguonies koncentracija vir?ija 0,0002 dabartinio lygio, tai dal? metano jau gali oksiduoti metanotrofin?s bakterijos pagal reakcij?:
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O.
Ta?iau likusi metano dalis (o jo yra gana daug, ypa? esant ?emai deguonies koncentracijai) patenka ? atmosfer?.

Termodinamikos po?i?riu visa sistema yra nepusiausvyros b?senoje. Pagrindinis sutrikusios pusiausvyros atk?rimo mechanizmas yra metano oksidacija vir?utiniuose atmosferos sluoksniuose hidroksilo radikalu (?r. Metano svyravimai atmosferoje: ?mogus ar gamta – kas laim?s, „Elementai“, 2006 10 06). Yra ?inoma, kad hidroksilo radikalas susidaro atmosferoje veikiant ultravioletinei spinduliuotei. Bet jei atmosferoje yra daug deguonies (ne ma?iau kaip 0,005 dabartinio lygio), tada jo vir?utiniuose sluoksniuose susidaro ozono ekranas, kuris gerai apsaugo ?em? nuo at?iauri? ultravioletini? spinduli? ir tuo pa?iu trukdo fizikinei ir cheminei metano oksidacija.

Autoriai pri?jo prie kiek paradoksalios i?vados, kad deguonies fotosintez?s egzistavimas savaime n?ra pakankama s?lyga nei deguonies turtingai atmosferai, nei ozono ekranui susidaryti. ? ?i? aplinkyb? reik?t? atsi?velgti tais atvejais, kai bandome rasti gyvyb?s po?ymi? kitose planetose, remdamiesi j? atmosferos tyrimo rezultatais.

Skirtingai nuo kar?t? ir ?alt? m?s? Saul?s sistemos planet?, ?em?je yra s?lyg?, leid?ian?i? gyvybei tam tikra forma. Viena pagrindini? s?lyg? – atmosferos sud?tis, kuri suteikia visiems gyviems daiktams galimyb? laisvai kv?puoti ir apsaugo nuo kosmose vie?pataujan?ios mirtinos radiacijos.

I? ko sukurta atmosfera?

?em?s atmosfera sudaryta i? daugyb?s duj?. I? esm?s kuri u?ima 77 proc. Dujos, be kuri? ne?sivaizduojama gyvyb? ?em?je, u?ima daug ma?esn? t?r?, deguonies kiekis ore sudaro 21% viso atmosferos t?rio. Paskutiniai 2% yra ?vairi? duj? mi?inys, ?skaitant argon?, heli?, neon?, kripton? ir kt.

?em?s atmosfera pakyla ? 8000 km auk?t?. Kv?puojantis oras egzistuoja tik apatiniame atmosferos sluoksnyje – troposferoje, kuri ties a?igaliais siekia 8 km, auk?tyn ir 16 km vir? pusiaujo. Did?jant auk??iui, oras ret?ja, o deguonies i?senka. Nor?dami apsvarstyti, koks deguonies kiekis ore yra skirtinguose auk??iuose, pateiksime pavyzd?. Everesto vir??n?je (8848 m auk?tyje) ore ?i? duj? yra 3 kartus ma?iau nei vir? j?ros lygio. Tod?l auk?t? kaln? vir??ni? u?kariautojai – alpinistai – ? jos vir??n? gali kopti tik su deguonies kauk?mis.

Deguonis yra pagrindin? i?likimo planetoje s?lyga

?em?s egzistavimo prad?ioje j? supusiame ore ?i? duj? nebuvo. Tai buvo gana tinkama papras?iausi? - vienal?s?i? molekuli?, pl?duriuojan?i? vandenyne, gyvenimui. Jiems nereik?jo deguonies. Procesas prasid?jo ma?daug prie? 2 milijonus met?, kai pirmieji gyvi organizmai d?l fotosintez?s prad?jo i?leisti nedideles ?i? duj?, gaut? chemini? reakcij? metu, dozes i? prad?i? ? vandenyn?, paskui ? atmosfer?. Gyvyb? planetoje i?sivyst? ir ?gavo ?vairias formas, kuri? dauguma nei?liko iki m?s? laik?. Kai kurie organizmai ilgainiui prisitaik? prie gyvenimo su naujomis dujomis.

Jie i?moko saugiai panaudoti jos gali? l?stel?s viduje, kur ji veik? kaip elektrin?, kad i?gaut? energij? i? maisto. Toks deguonies panaudojimo b?das vadinamas kv?pavimu, ir mes tai darome kas sekund?. B?tent kv?pavimas leido atsirasti sud?tingesniems organizmams ir ?mon?ms. Per milijonus met? deguonies kiekis ore i?augo iki dabartinio lygio – apie 21%. ?i? duj? kaupimasis atmosferoje prisid?jo prie ozono sluoksnio susidarymo 8-30 km auk?tyje nuo ?em?s pavir?iaus. Tuo pa?iu metu planeta buvo apsaugota nuo ?alingo ultravioletini? spinduli? poveikio. Tolesn? gyvyb?s form? evoliucija vandenyje ir sausumoje spar?iai did?jo d?l padid?jusios fotosintez?s.

anaerobinis gyvenimas

Nors kai kurie organizmai prisitaik? prie did?jan?io i?metam? duj? kiekio, daugelis papras?iausi? ?em?je egzistavusi? gyvyb?s form? i?nyko. Kiti organizmai i?gyveno sl?pdamiesi nuo deguonies. Kai kurie i? j? ?iandien gyvena ank?tini? augal? ?aknyse, naudojant azot? i? oro, kad susidaryt? aminor?g?tys augalams. Mirtinas organizmas botulizmas – dar vienas „pab?g?lis“ nuo deguonies. Jis ramiai i?gyvena vakuumin?se pakuot?se su konservuotu maistu.

Koks deguonies lygis yra optimalus gyvenimui

Nei?ne?ioti k?dikiai, kuri? plau?iai dar n?ra visi?kai atsiv?r? kv?puoti, patenka ? specialius inkubatorius. Juose deguonies kiekis ore yra didesnis pagal t?r?, o vietoj ?prasto 21%, ?ia nustatytas 30-40% jo lygis. Ma?i vaikai, turintys rimt? kv?pavimo problem?, yra apsupti oro, kuriame yra 100% deguonies, kad b?t? i?vengta vaiko smegen? pa?eidimo. Esant tokioms aplinkyb?ms, pager?ja hipoksijos b?kl?s audini? deguonies re?imas, normalizuojasi j? gyvybin?s funkcijos. Ta?iau per didelis jo kiekis ore yra toks pat pavojingas kaip ir jo tr?kumas. Per didelis deguonies kiekis vaiko kraujyje gali pa?eisti aki? kraujagysles ir sukelti reg?jimo praradim?. Tai rodo duj? savybi? dvilypum?. Kad gyventume, turime juo kv?puoti, ta?iau jo perteklius kartais gali tapti nuodu organizmui.

Oksidacijos procesas

Kai deguonis susijungia su vandeniliu arba anglimi, vyksta reakcija, vadinama oksidacija. ?is procesas sukelia organini? molekuli?, kurios yra gyvyb?s pagrindas, irim?. ?mogaus k?ne oksidacija vyksta taip. Raudonieji kraujo k?neliai surenka deguon? i? plau?i? ir perne?a j? po vis? k?n?. Vyksta maisto, kur? valgome, molekuli? sunaikinimo procesas. ?io proceso metu i?siskiria energija, vanduo ir anglies dioksidas. Pastar?j? kraujo l?stel?s i?skiria atgal ? plau?ius, o mes i?kvepiame ? or?. ?mogus gali u?dusti, jei negali kv?puoti ilgiau nei 5 minutes.

Kv?pavimas

Apsvarstykite deguonies kiek? ore, kuriuo kv?puojame. Atmosferos oras, kuris ?kv?pus patenka ? plau?ius i? i?or?s, vadinamas ?kv?ptu, o oras, kuris i?kvepiant i?eina per kv?pavimo sistem?, vadinamas i?kv?ptu.

Tai oro mi?inys, u?pildantis alveoles tuo, kas yra kv?pavimo takuose. Oro, kur? sveikas ?mogus ?kvepia ir i?kvepia nat?raliomis s?lygomis, chemin? sud?tis prakti?kai nesikei?ia ir i?rei?kiama tokiais skai?iais.

Deguonis yra pagrindin? gyvyb?s oro sudedamoji dalis. ?i? duj? kiekio atmosferoje poky?iai nedideli. Jei prie j?ros deguonies kiekis ore yra iki 20,99%, tai net ir labai u?ter?tame pramonini? miest? ore jo lygis nenukrenta ?emiau 20,5%. Tokie poky?iai neatskleid?ia poveikio ?mogaus organizmui. Fiziologiniai sutrikimai atsiranda, kai deguonies procentas ore suma??ja iki 16-17%. Tuo pa?iu metu yra ai?kus, d?l kurio smarkiai suma??ja gyvybin? veikla, o kai deguonies kiekis ore yra 7–8%, galimas mirtinas rezultatas.

?vairi? epoch? atmosfera

Atmosferos sud?tis visada tur?jo ?takos evoliucijai. Skirtingu geologiniu laiku d?l stichini? nelaimi? buvo stebimas deguonies lygio kilimas arba kritimas, o tai l?m? biosistemos poky?ius. Ma?daug prie? 300 milijon? met? jo kiekis atmosferoje i?augo iki 35%, o planetoje gyveno mil?ini?ki vabzd?iai. Did?iausias gyv? b?tybi? i?nykimas ?em?s istorijoje ?vyko ma?daug prie? 250 mln. Jo metu ?uvo daugiau nei 90% vandenyno ir 75% sausumos gyventoj?. Viena i? masinio i?nykimo versij? sako, kad d?l to kaltas ma?as deguonies kiekis ore. ?i? duj? kiekis suma??jo iki 12% ir yra ?emutiniuose atmosferos sluoksniuose iki 5300 metr? auk??io. M?s? eroje deguonies kiekis atmosferos ore siekia 20,9%, tai yra 0,7% ma?esnis nei prie? 800 t?kst. ?iuos skai?ius patvirtina Prinstono universiteto mokslininkai, i?tyr? tuo metu susiformavusio Grenlandijos ir Atlanto ledo pavyzd?ius. U??al?s vanduo i?saugojo oro burbuliukus, o ?is faktas padeda apskai?iuoti deguonies lyg? atmosferoje.

Koks jo lygis ore

Aktyv? jo ?sisavinim? i? atmosferos gali sukelti ledyn? jud?jimas. Tolstant jie atskleid?ia did?iulius organini? sluoksni? plotus, kurie sunaudoja deguon?. Kita prie?astis gali b?ti vandenyn? vanden? at?alimas: jo bakterijos aktyviau pasisavina deguon? esant ?emai temperat?rai. Mokslininkai teigia, kad pramon?s ?uolis ir kartu su juo did?iulio kuro kiekio deginimas ypatingos ?takos neturi. Pasaulio vandenynai v?sta 15 milijon? met?, o gyvybi?kai svarbi? med?iag? kiekis atmosferoje suma??jo, nepaisant ?mogaus poveikio. Tikriausiai ?em?je vyksta kai kurie nat?ral?s procesai, lemiantys tai, kad deguonies suvartojimas tampa didesnis nei jo gamyba.

?mogaus poveikis atmosferos sud??iai

Pakalb?kime apie ?mogaus ?tak? oro sud??iai. ?iandieninis lygis yra idealus gyvoms b?tyb?ms, deguonies kiekis ore yra 21%. Anglies dvideginio ir kit? duj? balans? lemia gyvavimo ciklas gamtoje: gyv?nai i?kvepia anglies dvidegin?, augalai j? naudoja ir i?skiria deguon?.

Ta?iau n?ra garantijos, kad ?is lygis visada bus pastovus. Did?ja ? atmosfer? i?metamo anglies dioksido kiekis. Taip yra d?l to, kad ?monija naudoja kur?. O jis, kaip ?inia, susidar? i? organin?s kilm?s fosilij? ir ? or? patenka anglies dvideginio. Tuo tarpu did?iausi m?s? planetos augalai – med?iai – naikinami vis spar?iau. Kilometrai mi?ko i?nyksta per minut?. Tai rei?kia, kad dalis ore esan?io deguonies palaipsniui krenta ir mokslininkai jau skambina pavojaus varpais. ?em?s atmosfera n?ra beribis sand?liukas ir deguonis ? j? nepatenka i? i?or?s. Jis buvo kuriamas vis? laik? kartu su ?em?s vystymusi. Reikia nuolat prisiminti, kad ?ias dujas gamina augalija fotosintez?s procese d?l anglies dioksido suvartojimo. Ir bet koks reik?mingas augmenijos suma??jimas d?l mi?k? naikinimo nei?vengiamai suma?ina deguonies patekim? ? atmosfer? ir taip sutrikdo jos pusiausvyr?.

Atmosferos sluoksniai eil?s tvarka nuo ?em?s pavir?iaus

Atmosferos vaidmuo ?em?s gyvenime

Atmosfera yra deguonies ?altinis, kuriuo ?mon?s kv?puoja. Ta?iau kylant ? auk?t? bendras atmosferos sl?gis krenta, tod?l suma??ja dalinis deguonies sl?gis.

?mogaus plau?iuose yra ma?daug trys litrai alveoli? oro. Jei atmosferos sl?gis normalus, tai dalinis deguonies sl?gis alveoli? ore bus 11 mm Hg. Art., anglies dioksido sl?gis - 40 mm Hg. Art., o vandens garai - 47 mm Hg. Art. Did?jant auk??iui, deguonies sl?gis ma??ja, o vandens gar? ir anglies dioksido sl?gis plau?iuose i?liks pastovus - ma?daug 87 mm Hg. Art. Kai oro sl?gis bus lygus ?iai vertei, deguonis nustos tek?ti ? plau?ius.

D?l atmosferos sl?gio suma??jimo 20 km auk?tyje ?ia u?virs vanduo ir tarpl?stelinis skystis ?mogaus organizme. Jei nenaudosite sl?gio kabinos, tokiame auk?tyje ?mogus mirs beveik akimirksniu. Tod?l ?mogaus k?no fiziologini? savybi? po?i?riu „kosmosas“ kyla i? 20 km auk??io vir? j?ros lygio.

Atmosferos vaidmuo ?em?s gyvenime yra labai didelis. Taigi, pavyzd?iui, d?l tanki? oro sluoksni? - troposferos ir stratosferos, ?mon?s yra apsaugoti nuo radiacijos poveikio. Kosmose, retesniame ore, daugiau nei 36 km auk?tyje, veikia jonizuojanti spinduliuot?. Vir? 40 km auk?tyje – ultravioletiniai.

Pakilus vir? ?em?s pavir?iaus ? daugiau nei 90–100 km auk?t?, palaipsniui silpn?s, o po to visi?kai i?nyks ?mon?ms ?inomi rei?kiniai, stebimi apatiniame atmosferos sluoksnyje:

Garsas nesklinda.

N?ra aerodinamin?s j?gos ir pasiprie?inimo.

?iluma neperduodama konvekcijos b?du ir kt.

Atmosferos sluoksnis saugo ?em? ir visus gyvus organizmus nuo kosmin?s spinduliuot?s, nuo meteorit?, atsakingas u? sezonini? temperat?r? svyravim? reguliavim?, kasdienini? balansavim? ir i?lyginim?. Jei ?em?je neb?t? atmosferos, paros temperat?ra svyruot? +/-200 С ribose. Atmosferos sluoksnis yra gyvyb? teikiantis „buferis“ tarp ?em?s pavir?iaus ir kosmoso, dr?gm?s ir ?ilumos ne??jas, atmosferoje vyksta fotosintez?s ir energijos main? procesai – svarbiausi biosferos procesai.

Atmosferos sluoksniai eil?s tvarka nuo ?em?s pavir?iaus

Atmosfera yra sluoksniuota strukt?ra, kuri? sudaro ?ie atmosferos sluoksniai pagal ?em?s pavir?i?:

Troposfera.

Stratosfera.

Mezosfera.

Termosfera.

Egzosfera

Kiekvienas sluoksnis neturi a?tri? rib? tarp j?, o j? auk?t? ?takoja platuma ir met? laikai. ?i sluoksniuota strukt?ra susidar? d?l temperat?ros poky?i? skirtinguose auk??iuose. D?l atmosferos matome mirgan?ias ?vaig?des.

?em?s atmosferos strukt?ra pagal sluoksnius:

I? ko sudaryta ?em?s atmosfera?

Kiekvienas atmosferos sluoksnis skiriasi temperat?ra, tankiu ir sud?timi. Bendras atmosferos storis 1,5-2,0 t?kst.km. I? ko sudaryta ?em?s atmosfera? ?iuo metu tai yra duj? mi?inys su ?vairiomis priemai?omis.

Troposfera

?em?s atmosferos sandara prasideda nuo troposferos, kuri yra ma?daug 10-15 km auk??io apatin? atmosferos dalis. ?ia koncentruojasi did?ioji dalis atmosferos oro. B?dingas troposferos bruo?as yra 0,6 ?C temperat?ros kritimas, kylant ? vir?? kas 100 metr?. Troposfera savyje sukoncentravo beveik visus atmosferos vandens garus, ?ia taip pat susidaro debesys.

Troposferos auk?tis kei?iasi kasdien. Be to, jo vidutin? vert? skiriasi priklausomai nuo platumos ir met? sezono. Vidutinis troposferos auk?tis vir? a?igali? yra 9 km, vir? pusiaujo – apie 17 km. Vidutin? metin? oro temperat?ra vir? pusiaujo yra arti +26 ?C, o vir? ?iaur?s a?igalio –23 ?C. Vir?utin? troposferos ribos linija vir? pusiaujo yra vidutin? metin? temperat?ra apie –70 ?C, o vir? ?iaur?s a?igalio vasar? –45 ?C ir ?iem? –65 ?C. Taigi, kuo didesnis auk?tis, tuo ?emesn? temperat?ra. Saul?s spinduliai laisvai praeina per troposfer?, kaitindami ?em?s pavir?i?. Saul?s skleid?iam? ?ilum? sulaiko anglies dioksidas, metanas ir vandens garai.

Stratosfera

Vir? troposferos sluoksnio yra stratosfera, kurios auk?tis yra 50-55 km. ?io sluoksnio ypatumas yra temperat?ros padid?jimas kartu su auk??iu. Tarp troposferos ir stratosferos yra pereinamasis sluoksnis, vadinamas tropopauze.

Ma?daug nuo 25 kilometr? auk??io stratosferos sluoksnio temperat?ra pradeda kilti ir, pasiekusi maksimal? 50 km auk?t?, ?gyja reik?mes nuo +10 iki +30 ?C.

Stratosferoje yra labai ma?ai vandens gar?. Kartais apie 25 km auk?tyje galima rasti gana plon? debes?, kurie vadinami „perlamutru“. Dien? jie n?ra pastebimi, ta?iau nakt? jie ?vie?ia d?l saul?s, esan?ios ?emiau horizonto, ap?vietimo. Perlamutrini? debes? sud?tis yra per?aldyti vandens la?eliai. Stratosfera daugiausia sudaryta i? ozono.

Mezosfera

Mezosferos sluoksnio auk?tis yra apie 80 km. ?ia, kylant ? vir??, temperat?ra ma??ja ir ties vir?utine riba pasiekia kelias de?imtis C? ?emiau nulio. Mezosferoje taip pat galima steb?ti debesis, kurie, kaip sp?jama, susidaro i? ledo kristal?. ?ie debesys vadinami „sidabriniais“. Mezosferai b?dinga ?al?iausia atmosferos temperat?ra: nuo -2 iki -138 ?C.

Termosfera

?is atmosferos sluoksnis gavo savo pavadinim? d?l auk?tos temperat?ros. Termosfera sudaryta i?:

Jonosfera.

egzosferos.

Jonosferai b?dingas i?ret?j?s oras, kurio kiekvienas centimetras 300 km auk?tyje susideda i? 1 milijardo atom? ir molekuli?, o 600 km auk?tyje – daugiau nei 100 mln.

Jonosferai taip pat b?dinga didel? oro jonizacija. ?iuos jonus sudaro ?krauti deguonies atomai, ?krautos azoto atom? molekul?s ir laisvieji elektronai.

Egzosfera

I? 800-1000 km auk??io prasideda egzosferinis sluoksnis. Duj? dalel?s, ypa? lengvosios, ?ia juda dideliu grei?iu, ?veikdamos gravitacijos j?g?. Tokios dalel?s d?l greito jud?jimo i? atmosferos i?skrenda ? kosmos? ir i?sisklaido. Tod?l egzosfera vadinama sklaidos sfera. ? kosmos? daugiausia skrenda vandenilio atomai, kurie sudaro auk??iausius egzosferos sluoksnius. D?l daleli? vir?utin?je atmosferoje ir saul?s v?jo daleli? galime steb?ti ?iaur?s pa?vaist?.

Palydovai ir geofizin?s raketos leido nustatyti planetos radiacijos juostos vir?utin?je atmosferoje, kuri? sudaro elektri?kai ?krautos dalel?s - elektronai ir protonai.