D?nya atmosferindeki oksijen i?eri?i. Atmosferin yap?s? ve bireysel kabuklar?n ?zellikleri. Atmosferin insanlar i?in de?eri

D?nyan?n bile?imi. Hava

Hava, D?nya'n?n atmosferini olu?turan ?e?itli gazlar?n mekanik bir kar???m?d?r. Hava, canl? organizmalar?n solunumu i?in gereklidir ve end?stride yayg?n olarak kullan?lmaktad?r.

Havan?n homojen bir madde de?il bir kar???m oldu?u ger?e?i ?sko? bilim adam? Joseph Black'in deneyleri s?ras?nda kan?tlanm??t?r. Bunlardan biri s?ras?nda bilim adam?, beyaz magnezya (magnezyum karbonat) ?s?t?ld???nda, “ba?l? havan?n”, yani karbondioksitin sal?nd???n? ve yanm?? magnezyumun (magnezyum oksit) olu?tu?unu ke?fetti. Buna kar??l?k, kire? ta?? ate?lendi?inde “ba?l? hava” ??kar?l?r. Bu deneylere dayanarak, bilim adam?, karbonik ve kostik alkaliler aras?ndaki fark?n, birincisinin havan?n bile?enlerinden biri olan karbondioksiti i?ermesi oldu?u sonucuna varm??t?r. Bug?n, karbondioksite ek olarak, d?nya havas?n?n bile?iminin ?unlar? i?erdi?ini biliyoruz:

Tabloda g?sterilen d?nya atmosferindeki gazlar?n oran?, 120 km y?ksekli?e kadar olan alt katmanlar? i?in tipiktir. Bu alanlarda homosfer ad? verilen iyi kar??m??, homojen bir b?lge bulunur. Homosferin ?st?nde, gaz molek?llerinin atomlara ve iyonlara ayr??mas? ile karakterize edilen heterosfer bulunur. B?lgeler bir turbopause ile birbirinden ayr?l?r.

G?ne? ve kozmik radyasyonun etkisi alt?nda molek?llerin atomlara ayr??t??? kimyasal reaksiyona fotoayr??ma denir. Molek?ler oksijenin bozunmas? s?ras?nda, 200 km'nin ?zerindeki irtifalarda atmosferin ana gaz? olan atomik oksijen olu?ur. 1200 km'nin ?zerindeki irtifalarda gazlar?n en hafifi olan hidrojen ve helyum hakim olmaya ba?lar.

Havan?n b?y?k k?sm? 3 alt atmosferik katmanda yo?unla?t???ndan, 100 km'nin ?zerindeki irtifalarda hava bile?imindeki de?i?iklikler, atmosferin genel bile?imi ?zerinde g?zle g?r?l?r bir etkiye sahip de?ildir.

Azot, d?nyan?n hava hacminin d?rtte ???nden fazlas?n? olu?turan en yayg?n gazd?r. Modern nitrojen, erken amonyak-hidrojen atmosferinin fotosentez s?ras?nda olu?an molek?ler oksijen ile oksidasyonu ile olu?mu?tur. ?u anda, denitrifikasyonun bir sonucu olarak atmosfere az miktarda azot girmektedir - nitratlar?n nitritlere indirgenmesi s?reci, ard?ndan anaerobik prokaryotlar taraf?ndan ?retilen gaz halindeki oksitler ve molek?ler azot olu?umu. Volkanik patlamalar s?ras?nda atmosfere bir miktar azot girer.

?st atmosferde, ozonun kat?l?m?yla elektriksel de?arjlara maruz kald???nda, molek?ler nitrojen, nitrojen monoksite oksitlenir:

N 2 + O 2 -> 2NA

Normal ko?ullar alt?nda, monoksit hemen oksijenle reaksiyona girerek nitr?z oksit olu?turur:

2NA + O 2 -> 2N 2 O

Azot, d?nya atmosferindeki en ?nemli kimyasal elementtir. Azot proteinlerin bir par?as?d?r, bitkilere mineral besin sa?lar. Biyokimyasal reaksiyonlar?n h?z?n? belirler, oksijen seyreltici rol?n? oynar.

Oksijen, D?nya atmosferinde en bol bulunan ikinci gazd?r. Bu gaz?n olu?umu, bitkilerin ve bakterilerin fotosentetik aktivitesi ile ili?kilidir. Ve daha ?e?itli ve say?s?z fotosentetik organizmalar haline geldik?e, atmosferdeki oksijen i?eri?i s?reci daha ?nemli hale geldi. Mantonun gazdan ar?nd?r?lmas? s?ras?nda az miktarda a??r oksijen a???a ??kar.

Troposfer ve stratosferin ?st katmanlar?nda, ultraviyole g?ne? radyasyonunun etkisi alt?nda (bunu hn olarak belirtiyoruz), ozon olu?ur:

O 2 + hn -> 2O

Ayn? ultraviyole radyasyonun etkisinin bir sonucu olarak ozon bozunur:

O 3 + hn -> O 2 + O

O 3 + O -> 2O 2

?lk reaksiyonun bir sonucu olarak, ikinci molek?ler oksijenin bir sonucu olarak atomik oksijen olu?ur. 4 reaksiyonun t?m?, 1930'da onlar? ke?feden ?ngiliz bilim adam? Sidney Chapman'dan sonra Chapman mekanizmas? olarak adland?r?l?r.

Oksijen, canl? organizmalar?n solunumu i?in kullan?l?r. Yard?m? ile oksidasyon ve yanma s?re?leri meydana gelir.

Ozon, canl? organizmalar? geri d?n??? olmayan mutasyonlara neden olan ultraviyole radyasyondan korumaya hizmet eder. En y?ksek ozon konsantrasyonu, s?zde alt stratosferde g?zlenir. 22-25 km rak?mlarda uzanan ozon tabakas? veya ozon perdesi. Ozon i?eri?i k???kt?r: normal bas?n?ta, d?nya atmosferinin t?m ozonu sadece 2,91 mm kal?nl???nda bir tabakay? kaplar.

Atmosferdeki en yayg?n ???nc? gaz olan argonun yan? s?ra neon, helyum, kripton ve ksenonun olu?umu, volkanik patlamalar ve radyoaktif elementlerin bozunmas? ile ili?kilidir.

?zellikle helyum, uranyum, toryum ve radyumun radyoaktif bozunmas?n?n bir ?r?n?d?r: 238 U -> 234 Th + a, 230 Th -> 226 Ra + 4 He, 226 Ra -> 222 Rn + a (bu reaksiyonlarda, a- par?ac?k, enerji kayb? s?recinde elektronlar? yakalayan ve 4 He olan bir helyum ?ekirde?idir).

Argon, potasyumun radyoaktif izotopunun bozunmas? s?ras?nda olu?ur: 40 K -> 40 Ar + g.

Neon magmatik kayalardan ka?ar.

Kripton, uranyum (235 U ve 238 U) ve toryum Th'nin bozunmas?n?n son ?r?n? olarak olu?ur.

Atmosferik kriptonun b?y?k k?sm?, D?nya'n?n evriminin ilk a?amalar?nda, ola?an?st? k?sa bir yar? ?mre sahip transuranyum elementlerin ??r?mesinin bir sonucu olarak olu?tu veya kriptonun i?eri?i D?nya'dan on milyon kat daha y?ksek olan uzaydan geldi. .

Ksenon, uranyumun fisyonunun bir sonucudur, ancak bu gaz?n ?o?u, D?nya'n?n olu?umunun ilk a?amalar?ndan, birincil atmosferden arta kalanlard?r.

Karbondioksit, volkanik patlamalar sonucu ve organik maddenin ayr??mas? s?recinde atmosfere girer. D?nyan?n orta enlemlerinin atmosferindeki i?eri?i, y?l?n mevsimlerine ba?l? olarak b?y?k ?l??de de?i?ir: k???n CO2 miktar? artar ve yaz?n azal?r. Bu dalgalanma, fotosentez s?recinde karbondioksit kullanan bitkilerin aktivitesi ile ba?lant?l?d?r.

Hidrojen, suyun g?ne? radyasyonu ile ayr??mas? sonucu olu?ur. Ancak atmosferi olu?turan gazlar?n en hafifi oldu?u i?in s?rekli olarak uzaya ka?ar ve bu nedenle atmosferdeki i?eri?i ?ok azd?r.

Su buhar?, suyun g?llerin, nehirlerin, denizlerin ve karalar?n y?zeyinden buharla?mas?n?n bir sonucudur.

Su buhar? ve karbondioksit hari?, atmosferin alt katmanlar?ndaki ana gazlar?n konsantrasyonu sabittir. K???k miktarlarda atmosfer, k?k?rt oksit SO2, amonyak NH3, karbon monoksit CO, ozon O3, hidrojen klor?r HCl, hidrojen flor?r HF, azot monoksit NO, hidrokarbonlar, c?va buhar? Hg, iyot I 2 ve di?erleri i?erir. Troposferin alt atmosferik katman?nda, s?rekli olarak b?y?k miktarda ask?da kat? ve s?v? par?ac?k bulunur.

D?nya atmosferindeki partik?l madde kaynaklar? volkanik patlamalar, bitki polenleri, mikroorganizmalar ve daha yak?n zamanda ?retim s?re?lerinde fosil yak?tlar?n yak?lmas? gibi insan faaliyetleridir. Yo?unla?man?n ?ekirde?i olan en k???k toz par?ac?klar?, sis ve bulutlar?n olu?mas?n?n nedenidir. Atmosferde s?rekli olarak bulunan kat? par?ac?klar olmasayd?, D?nya'ya ya??? d??mezdi.

Atmosfer olarak bilinen D?nya gezegenimizi ?evreleyen gazl? zarf be? ana katmandan olu?ur. Bu katmanlar, gezegenin y?zeyinde, deniz seviyesinden (bazen a?a??dan) kaynaklan?r ve a?a??daki s?rayla uzaya y?kselir:

Troposfer;
Stratosfer;
mezosfer;
termosfer;
Ekzosfer.

D?nya atmosferinin ana katmanlar?n?n ?emas?

Bu ana be? katman?n her biri aras?nda, hava s?cakl???nda, bile?iminde ve yo?unlu?unda de?i?ikliklerin meydana geldi?i "duraklamalar" ad? verilen ge?i? b?lgeleri bulunur. Duraklamalarla birlikte D?nya'n?n atmosferi toplam 9 katman i?erir.

Troposfer: havan?n ger?ekle?ti?i yer

Atmosferin t?m katmanlar? aras?nda, troposfer en ?ok a?ina oldu?umuz katmand?r (fark?nda olsan?z da olmasan?z da), ??nk? biz onun dibinde, yani gezegenin y?zeyinde ya??yoruz. D?nyan?n y?zeyini kaplar ve birka? kilometre yukar?ya do?ru uzan?r. Troposfer kelimesi "topun de?i?mesi" anlam?na gelir. Bu katman, g?nl?k hava olay?m?z?n ger?ekle?ti?i yer oldu?u i?in ?ok uygun bir isim.

Gezegenin y?zeyinden ba?layarak, troposfer 6 ila 20 km y?ksekli?e kadar y?kselir. Bize en yak?n katman?n alt ??te biri, t?m atmosferik gazlar?n %50'sini i?erir. Atmosferin t?m bile?iminin nefes alan tek par?as?d?r. Havan?n, G?ne?'in termal enerjisini emen d?nya y?zeyi taraf?ndan a?a??dan ?s?t?lmas? nedeniyle, artan y?kseklik ile troposferin s?cakl??? ve bas?nc? azal?r.

En ?stte, troposfer ile stratosfer aras?nda sadece bir tampon olan tropopoz ad? verilen ince bir tabaka bulunur.

Stratosfer: ozonun evi

Stratosfer, atmosferin bir sonraki katman?d?r. D?nya y?zeyinden 6-20 km ile 50 km aras?nda uzan?r. Bu, ?o?u ticari u?a??n u?tu?u ve balonlar?n seyahat etti?i katmand?r.

Burada hava a?a?? yukar? akmaz, ?ok h?zl? hava ak?mlar?nda y?zeye paralel hareket eder. G?ne? radyasyonunun bir yan ?r?n? olan do?al olarak olu?an ozon (O3) ve g?ne?in zararl? ultraviyole ???nlar?n? emme kabiliyetine sahip oksijen sayesinde, y?kseldik?e s?cakl?klar artar (y?kseklik ile s?cakl?ktaki herhangi bir art?? d?nyada bilinir). "inversiyon" olarak meteoroloji).

Stratosfer altta daha s?cak ve ?stte daha so?uk s?cakl?klara sahip oldu?undan, atmosferin bu b?l?m?nde konveksiyon (hava k?tlelerinin dikey hareketleri) nadirdir. Asl?nda, troposferde ?iddetli bir f?rt?nay? stratosferden g?rebilirsiniz, ??nk? katman, f?rt?na bulutlar?n?n n?fuz etmedi?i konveksiyon i?in bir "ba?l?k" g?revi g?r?r.

Stratosferi yine bu sefer stratopoz ad? verilen bir tampon katman izler.

Mezosfer: orta atmosfer

Mezosfer, D?nya y?zeyinden yakla??k 50-80 km uzakl?ktad?r. ?st mezosfer, s?cakl?klar?n -143°C'nin alt?na d??ebilece?i, D?nya ?zerindeki en so?uk do?al yerdir.

termosfer: ?st atmosfer

Mezosfer ve mezopoz, gezegenin y?zeyinden 80 ila 700 km aras?nda bulunan ve atmosferik kabuktaki toplam havan?n %0.01'inden daha az?n? i?eren termosfer taraf?ndan takip edilir. Buradaki s?cakl?klar +2000°C'ye kadar ula??r, ancak havan?n g??l? bir ?ekilde seyrekle?mesi ve ?s?y? aktaracak gaz molek?llerinin olmamas? nedeniyle bu y?ksek s?cakl?klar ?ok so?uk olarak alg?lan?r.

Exosphere: atmosfer ve uzay?n s?n?r?

D?nya y?zeyinden yakla??k 700-10.000 km y?kseklikte, ekzosfer bulunur - atmosferin d?? kenar?, uzay? s?n?rlar. Burada meteorolojik uydular D?nya'n?n etraf?nda d?ner.

?yonosfere ne dersin?

?yonosfer ayr? bir katman de?ildir ve asl?nda bu terim 60 ila 1000 km y?kseklikteki atmosfere at?fta bulunmak i?in kullan?l?r. Mezosferin en ?st k?s?mlar?n?, t?m termosferi ve ekzosferin bir k?sm?n? i?erir. ?yonosfer ad?n? al?r, ??nk? atmosferin bu b?l?m?nde, G?ne?'in radyasyonu D?nya'n?n manyetik alanlar?n? ve 'de ge?ti?inde iyonla??r. Bu olay d?nyadan kuzey ???klar? olarak g?zlemlenir.

G?r?n??e g?re, 2.4 milyar y?l ?nce D?nya atmosferindeki serbest oksijen i?eri?inde g?zle g?r?l?r bir art??, bir denge durumundan di?erine ?ok h?zl? bir ge?i?in sonucuydu. ?lk seviye, ?u anda g?zlemlenenden yakla??k 100.000 kat daha d???k, son derece d???k bir O2 konsantrasyonuna kar??l?k geldi. ?kinci denge seviyesine, mevcut olan?n en az 0,005'i kadar daha y?ksek bir konsantrasyonda ula??labilir. Bu iki seviye aras?ndaki oksijen i?eri?i, a??r? dengesizlik ile karakterize edilir. B?yle bir "kararl?l?k"?n varl???, siyanobakterilerin (mavi-ye?il "algler") ?retmeye ba?lamas?ndan sonra en az 300 milyon y?l boyunca D?nya atmosferinde neden bu kadar az serbest oksijen bulundu?unu anlamay? m?mk?n k?lar.

?u anda, D?nya'n?n atmosferi, siyanobakterilerin, alglerin ve daha y?ksek bitkilerin fotosentezinin bir yan ?r?n?nden ba?ka bir ?ey olmayan %20 serbest oksijendir. Pop?ler yay?nlarda genellikle gezegenin akci?erleri olarak adland?r?lan tropikal ormanlar taraf?ndan ?ok fazla oksijen sal?n?r. Bununla birlikte, ayn? zamanda, tropik ormanlar?n y?l boyunca ?rettikleri kadar oksijen t?ketmeleri de sessizdir. Bitmi? organik maddeyi, ?zellikle bakteri ve mantarlar? ayr??t?ran organizmalar?n solunumu i?in harcan?r. ??in, oksijenin atmosferde birikmeye ba?lamas? i?in fotosentez s?ras?nda olu?an maddenin en az?ndan bir k?sm?n?n d?ng?den uzakla?t?r?lmas? gerekir.- ?rne?in, dip ??keltilerine girin ve onu aerobik olarak, yani oksijen t?ketimi ile ayr??t?ran bakterilere eri?ilemez hale gelir.

Oksijenik (yani "oksijen veren") fotosentezin genel reaksiyonu ?u ?ekilde yaz?labilir:
CO 2 + H 2 O + hv-> (CH2O) + O2,
nerede hv g?ne? ?????n?n enerjisidir ve (CH 2 O) organik maddenin genelle?tirilmi? form?l?d?r. Solunum, a?a??daki gibi yaz?labilen ters i?lemdir:
(CH 2 O) + O 2 -> CO 2 + H 2 O.
Bu durumda, organizmalar i?in gerekli olan enerji a???a ??kacakt?r. Bununla birlikte, aerobik solunum sadece mevcut seviyenin (Pasteur noktas? olarak adland?r?lan) 0,01'den az olmayan bir O2 konsantrasyonunda m?mk?nd?r. Anaerobik ko?ullar alt?nda, organik madde fermantasyon yoluyla ayr???r ve genellikle bu s?recin son a?amalar?nda metan olu?ur. ?rne?in, asetat olu?umu yoluyla metanojenez i?in genelle?tirilmi? denklem ??yle g?r?n?r:
2(CH20) -> CH3COOH -> CH4 + CO2.
Fotosentez s?recini, organik maddenin anaerobik ko?ullar alt?nda m?teakip ayr??mas?yla birle?tirirsek, toplam denklem ??yle g?r?necektir:
CO 2 + H 2 O + hv-> 1/2 CH 4 + 1/2 CO 2 + O 2.
G?r?n??e g?re, antik biyosferdeki as?l olan, organik maddenin bu ?ekilde ayr??t?r?lmas?yd?.

Atmosfere oksijen verilmesi ile oksijenin uzakla?t?r?lmas? aras?ndaki modern dengenin nas?l kuruldu?una dair bir?ok ?nemli detay belirsizli?ini koruyor. Sonu?ta, oksijen i?eri?inde g?zle g?r?l?r bir art??, s?zde “Atmosferin B?y?k Oksidasyonu” (B?y?k Oksidasyon), sadece 2,4 milyar y?l ?nce meydana geldi, ancak oksijenik fotosentezi ger?ekle?tiren siyanobakterilerin zaten olduk?a fazla oldu?u kesin olarak biliniyor. ve 2,7 milyar y?l ?nce aktifti ve daha da erken ortaya ??kt?lar, belki 3 milyar y?l ?nce. B?ylece, s?ras?nda en az 300 milyon y?l boyunca, siyanobakterilerin aktivitesi atmosferdeki oksijen i?eri?inde bir art??a yol a?mad?..

Herhangi bir nedenle, net birincil ?retimde (yani, siyanobakterilerin fotosentezi s?ras?nda olu?an organik maddede bir art??) radikal bir art???n aniden meydana geldi?i varsay?m?, ele?tirilere dayanamad?. Ger?ek ?u ki, fotosentez s?ras?nda a??rl?kl? olarak hafif karbon izotopu 12 C t?ketilir ve ortamdaki daha a??r izotop 13 C'nin nispi i?eri?i artar Buna g?re, biriken 13 C izotopunda organik madde i?eren alt ??keltiler t?ketilmelidir. suda ve karbonat olu?umuna gider. Bununla birlikte, karbonatlardaki ve tortular?n organik maddesindeki 12С ve 13С oran?, atmosferdeki oksijen konsantrasyonundaki radikal de?i?ikliklere ra?men de?i?meden kal?r. Bu, t?m noktan?n O2 kayna??nda de?il, jeokimyac?lar?n dedi?i gibi, aniden ?nemli ?l??de azalan ve oksijen miktar?nda ?nemli bir art??a neden olan “batma” (atmosferden ?ekilme) oldu?u anlam?na gelir. atmosferde.

Genellikle, "Atmosferin B?y?k Oksidasyonundan" hemen ?nce, olu?an t?m oksijenin, D?nya y?zeyinde olduk?a fazla olan indirgenmi? demir bile?iklerinin (ve ard?ndan k?k?rt?n) oksidasyonu i?in harcand???na inan?l?r. ?zellikle, s?zde "bantl? demir cevherleri" olu?tu. Ancak son zamanlarda, Do?u Anglia ?niversitesi (Norwich, Birle?ik Krall?k) ?evre Bilimleri Okulu'nda doktora ??rencisi olan Colin Goldblatt, ayn? ?niversiteden iki meslekta??yla birlikte, D?nya atmosferindeki oksijen i?eri?inin bir tane olabilece?i sonucuna vard?. iki denge durumundan biri: ya ?ok k???k olabilir - ?imdikinden yakla??k 100 bin kat daha az ya da olduk?a fazla (modern bir g?zlemcinin konumundan k???k olmas?na ra?men) - mevcut seviyenin 0,005'inden az olamaz.

?nerilen modelde, ?zellikle serbest oksijen ve metan oran?na dikkat ederek hem oksijenin hem de indirgenmi? bile?iklerin atmosfere giri?ini dikkate ald?lar. Oksijen konsantrasyonu mevcut seviyenin 0,0002'sini a?arsa, metan?n bir k?sm?n?n reaksiyona g?re metanotrofik bakteriler taraf?ndan zaten oksitlenebilece?ini kaydettiler:
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O.
Ancak metan?n geri kalan? (ve ?zellikle d???k oksijen konsantrasyonlar?nda olduk?a fazlad?r) atmosfere girer.

T?m sistem termodinamik a??s?ndan dengede olmayan bir durumdad?r. Bozulan dengeyi geri kazanman?n ana mekanizmas?, atmosferin ?st katmanlar?ndaki metan?n bir hidroksil radikali taraf?ndan oksitlenmesidir (bkz. Atmosferdeki metan dalgalanmalar?: insan ya da do?a - kim kazan?r, "Elementler", 06.10.2006). Hidroksil radikalinin atmosferde ultraviyole radyasyonun etkisi alt?nda olu?tu?u bilinmektedir. Ancak atmosferde ?ok fazla oksijen varsa (mevcut seviyenin en az 0,005'i), ?st katmanlar?nda D?nya'y? sert ultraviyole ???nlar?ndan iyi koruyan ve ayn? zamanda fizikokimyasal m?dahaleye m?dahale eden bir ozon ekran? olu?ur. metan oksidasyonu.

Yazarlar, oksijenli fotosentezin kendi ba??na varl???n?n, ne oksijen a??s?ndan zengin bir atmosferin olu?umu i?in ne de bir ozon perdesinin olu?umu i?in yeterli bir ko?ul olmad??? konusunda biraz paradoksal bir sonuca var?yorlar. Bu durum, atmosferlerinin bir ara?t?rmas?n?n sonu?lar?na dayanarak di?er gezegenlerde ya?am?n varl???na dair i?aretler bulmaya ?al??t???m?z durumlarda dikkate al?nmal?d?r.

G?ne? sistemimizdeki s?cak ve so?uk gezegenlerin aksine, D?nya gezegeninde bir ?ekilde ya?ama izin veren ko?ullar vard?r. Ana ko?ullardan biri, t?m canl?lara ?zg?rce nefes alma f?rsat? veren ve uzayda h?k?m s?ren ?l?mc?l radyasyondan koruyan atmosferin bile?imidir.

Atmosfer neyden yap?lm??t?r?

D?nyan?n atmosferi bir?ok gazdan olu?ur. Temel olarak %77'sini kaplar. D?nyada ya?am?n d???n?lemeyece?i gaz, ?ok daha k???k bir hacim kaplar, havadaki oksijen i?eri?i, atmosferin toplam hacminin% 21'idir. Son %2, argon, helyum, neon, kripton ve di?erleri dahil olmak ?zere ?e?itli gazlar?n bir kar???m?d?r.

D?nya'n?n atmosferi 8.000 km y?ksekli?e kadar y?kselir. Solunabilir hava, atmosferin sadece alt tabakas?nda, kutuplarda 8 km, yukar?larda ve ekvatordan 16 km y?ksekli?e ula?an troposferde bulunur. Rak?m artt?k?a hava incelir ve daha fazla oksijen t?kenir. Havadaki oksijen i?eri?inin farkl? y?ksekliklerde oldu?unu d???nmek i?in bir ?rnek verece?iz. Everest'in zirvesinde (rak?m 8848 m), hava bu gaz? deniz seviyesinden 3 kat daha az tutar. Bu nedenle, y?ksek da? zirvelerinin fatihleri - da?c?lar - sadece oksijen maskelerinde zirveye t?rmanabilirler.

Oksijen, gezegende hayatta kalmak i?in ana ko?uldur

D?nya'n?n varl???n?n ba?lang?c?nda, onu ?evreleyen havan?n bile?iminde bu gaz yoktu. Bu, okyanusta y?zen en basit tek h?creli molek?llerin ya?am? i?in olduk?a uygundu. Oksijene ihtiya?lar? yoktu. S?re? yakla??k 2 milyon y?l ?nce, ilk canl? organizmalar?n, fotosentez sonucunda kimyasal reaksiyonlar sonucu elde edilen bu gaz?n k???k dozlar?n? ?nce okyanusa, sonra atmosfere salmaya ba?lamas?yla ba?lad?. Ya?am gezegende geli?ti ve ?o?u zaman?m?za ula?amayan ?e?itli bi?imler ald?. Baz? organizmalar sonunda yeni gazla hayata adapte oldular.

Besinlerden enerji elde etmek i?in enerji santrali g?revi g?rd??? h?crenin i?inde g?c?n? g?venli bir ?ekilde kullanmay? ??rendiler. Oksijeni bu ?ekilde kullanman?n ad? nefes almakt?r ve bunu her saniye yapar?z. Daha karma??k organizmalar?n ve insanlar?n ortaya ??kmas?n? m?mk?n k?lan nefesti. Milyonlarca y?l boyunca, havadaki oksijen i?eri?i ?u anki d?zeyine, yani yakla??k %21'e y?kseldi. Bu gaz?n atmosferde birikmesi, d?nya y?zeyinden 8-30 km y?kseklikte ozon tabakas?n?n olu?mas?na katk?da bulunmu?tur. Ayn? zamanda, gezegen ultraviyole ???nlar?n?n zararl? etkilerinden koruma ald?. Artan fotosentez sonucunda su ve karadaki ya?am formlar?n?n daha fazla evrimi h?zla artt?.

anaerobik ya?am

Baz? organizmalar, sal?nan gaz?n y?kselen seviyelerine uyum sa?lasa da, D?nya'da var olan en basit ya?am formlar?n?n ?o?u yok oldu. Di?er organizmalar oksijenden saklanarak hayatta kald?lar. Bug?n bunlardan baz?lar?, bitkiler i?in amino asitler olu?turmak i?in havadaki nitrojeni kullanarak baklagillerin k?klerinde ya??yor. ?l?mc?l organizma botulizmi, oksijenden ba?ka bir "m?lteci". Konserve yiyeceklerle vakumlu ambalajlarda sessizce hayatta kal?r.

Ya?am i?in en uygun oksijen seviyesi nedir?

Akci?erleri hen?z tam olarak nefes almaya a??lmam?? premat?re bebekler ?zel kuv?zlere girerler. Onlarda, havadaki oksijen i?eri?i hacimce daha y?ksektir ve normal% 21 yerine, burada% 30-40 seviyesi ayarlan?r. ?iddetli solunum problemleri olan yeni y?r?meye ba?layan ?ocuklar, ?ocu?un beynine zarar vermemek i?in %100 oksijen seviyelerine sahip hava ile ?evrilidir. Bu gibi durumlarda olmak, hipoksi durumunda olan dokular?n oksijen rejimini iyile?tirir ve hayati fonksiyonlar?n? normalle?tirir. Ancak havadaki a??r? miktar?, yoklu?u kadar tehlikelidir. ?ocu?un kan?nda ?ok fazla oksijen bulunmas?, g?zlerdeki kan damarlar?na zarar verebilir ve g?rme kayb?na neden olabilir. Bu, gaz?n ?zelliklerinin dualitesini g?sterir. Ya?amak i?in onu solumal?y?z, ancak fazlal??? bazen v?cut i?in bir zehir haline gelebilir.

oksidasyon s?reci

Oksijen, hidrojen veya karbon ile birle?ti?inde oksidasyon ad? verilen bir reaksiyon ger?ekle?ir. Bu s?re?, ya?am?n temeli olan organik molek?llerin ??r?mesine neden olur. ?nsan v?cudunda oksidasyon a?a??daki gibi ilerler. K?rm?z? kan h?creleri, akci?erlerden oksijen toplar ve v?cutta ta??r. Yedi?imiz yiyeceklerin molek?llerinin y?k?m s?reci vard?r. Bu s?re? enerji, su ve karbondioksit a???a ??kar?r. ?kincisi kan h?creleri taraf?ndan akci?erlere geri at?l?r ve biz onu havaya veririz. Bir ki?i 5 dakikadan fazla nefes almas? engellenirse bo?ulabilir.

Nefes

Soludu?umuz havadaki oksijen i?eri?ini d???n?n. Solundu?unda d??ar?dan akci?erlere giren atmosferik havaya soluma, solundu?unda solunum sisteminden ??kan havaya soluma denir.

Alveolleri solunum yolunda bulunanlarla dolduran bir hava kar???m?d?r. Sa?l?kl? bir insan?n do?al ko?ullarda soludu?u ve soludu?u havan?n kimyasal bile?imi pratik olarak de?i?mez ve bu say?larla ifade edilir.

Oksijen, ya?am i?in havan?n ana bile?enidir. Bu gaz?n atmosferdeki miktar?ndaki de?i?iklikler k???kt?r. Deniz kenar?nda havadaki oksijen i?eri?i %20.99'a kadar i?eriyorsa, o zaman sanayi ?ehirlerinin ?ok kirli havas?nda bile seviyesi %20,5'in alt?na d??mez. Bu t?r de?i?iklikler insan v?cudu ?zerindeki etkileri ortaya ??karmaz. Havadaki oksijen y?zdesi %16-17'ye d??t???nde fizyolojik bozukluklar ortaya ??kar. Ayn? zamanda, hayati aktivitede keskin bir d????e yol a?an a??k bir tane var ve havada% 7-8 oksijen i?eri?i ile ?l?mc?l bir sonu? m?mk?nd?r.

Farkl? d?nemlerde atmosfer

Atmosferin bile?imi her zaman evrimi etkilemi?tir. Farkl? jeolojik zamanlarda, do?al afetler nedeniyle oksijen seviyesinde y?kselmeler veya d????ler g?zlenmi? ve bu da biyosistemde bir de?i?ikli?e neden olmu?tur. Yakla??k 300 milyon y?l ?nce, gezegende devasa b?cekler ya?arken, atmosferdeki i?eri?i %35'e y?kseldi. D?nya tarihindeki en b?y?k canl? yok olu?u yakla??k 250 milyon y?l ?nce ger?ekle?ti. Bu s?rada, okyanus sakinlerinin% 90'?ndan fazlas? ve kara sakinlerinin% 75'i ?ld?. Kitlesel yok olu?un bir versiyonu, havadaki d???k oksijen i?eri?inin su?lu oldu?unu s?yl?yor. Bu gaz?n miktar? %12'ye d??m?? ve 5300 metre y?ksekli?e kadar alt atmosferde bulunmaktad?r. ?a??m?zda, atmosferik havadaki oksijen i?eri?i, 800 bin y?l ?ncesine g?re %0,7 daha d???k olan %20,9'a ula?maktad?r. Bu rakamlar, o s?rada olu?an Gr?nland ve Atlantik buz ?rneklerini inceleyen Princeton ?niversitesi'ndeki bilim adamlar? taraf?ndan do?ruland?. Donmu? su, hava kabarc?klar?n? kurtard? ve bu ger?ek, atmosferdeki oksijen seviyesinin hesaplanmas?na yard?mc? oluyor.

Havadaki seviyesi nedir?

Atmosferden aktif olarak emilmesi, buzullar?n hareketinden kaynaklanabilir. Uzakla?t?k?a, oksijen t?keten geni? organik katman alanlar?n? ortaya ??kar?rlar. Ba?ka bir neden okyanus sular?n?n so?umas? olabilir: bakterileri d???k s?cakl?klarda oksijeni daha aktif olarak emer. Ara?t?rmac?lar, end?striyel s??raman?n ve onunla birlikte b?y?k miktarda yak?t?n yak?lmas?n?n ?zel bir etkisi olmad???n? savunuyorlar. D?nya okyanuslar? 15 milyon y?ld?r so?uyor ve atmosferdeki ya?amsal madde miktar? insan etkisinden ba??ms?z olarak azald?. Muhtemelen, D?nya'da oksijen t?ketiminin ?retiminden daha fazla olmas?na yol a?an baz? do?al s?re?ler ya?an?yor.

Atmosferin bile?imi ?zerindeki insan etkisi

?nsan?n havan?n bile?imi ?zerindeki etkisinden bahsedelim. Bug?n sahip oldu?umuz seviye canl?lar i?in idealdir, havadaki oksijen oran? %21'dir. Karbondioksit ve di?er gazlar?n dengesi, do?adaki ya?am d?ng?s? taraf?ndan belirlenir: hayvanlar karbondioksiti d??ar? verir, bitkiler onu kullan?r ve oksijeni serbest b?rak?r.

Ancak bu seviyenin her zaman sabit kalaca??n?n garantisi yoktur. Atmosfere sal?nan karbondioksit miktar? art?yor. Bunun nedeni insano?lunun yak?t kullanmas?d?r. Ve bildi?iniz gibi organik k?kenli fosillerden olu?uyor ve havaya karbondioksit giriyor. Bu arada, gezegenimizdeki en b?y?k bitkiler olan a?a?lar giderek artan bir oranda yok ediliyor. Bir dakika i?inde kilometrelerce orman yok oluyor. Bu, havadaki oksijenin bir k?sm?n?n yava? yava? d??t??? ve bilim adamlar?n?n alarm? ?almaya ba?lad??? anlam?na geliyor. D?nyan?n atmosferi s?n?rs?z bir kiler de?ildir ve ona d??ar?dan oksijen girmez. D?nyan?n geli?imi ile birlikte her zaman geli?tirilmi?tir. Bu gaz?n, karbondioksit t?ketimi nedeniyle fotosentez s?recinde bitki ?rt?s? taraf?ndan ?retildi?i s?rekli olarak hat?rlanmal?d?r. Ve bitki ?rt?s?nde ormans?zla?ma ?eklinde herhangi bir ?nemli azalma, ka??n?lmaz olarak atmosfere oksijen giri?ini azalt?r, b?ylece dengesini bozar.

D?nya y?zeyinden itibaren atmosferin katmanlar?

Atmosferin D?nya'n?n ya?am?ndaki rol?

Atmosfer, insanlar?n soludu?u oksijen kayna??d?r. Bununla birlikte, irtifaya ??kt?k?a, toplam atmosferik bas?n? d??er ve k?smi oksijen bas?nc?nda bir azalmaya neden olur.

?nsan akci?erleri yakla??k ?? litre alveolar hava i?erir. Atmosfer bas?nc? normal ise alveolar havadaki k?smi oksijen bas?nc? 11 mm Hg olacakt?r. Sanat., karbondioksit bas?nc? - 40 mm Hg. Sanat ve su buhar? - 47 mm Hg. Sanat. Rak?m artt?k?a oksijen bas?nc? azal?r ve toplamda akci?erlerdeki su buhar? ve karbondioksit bas?nc? sabit kal?r - yakla??k 87 mm Hg. Sanat. Hava bas?nc? bu de?ere e?it oldu?unda, akci?erlere oksijen ak??? duracakt?r.

20 km y?kseklikte atmosfer bas?nc?n?n d??mesi nedeniyle insan v?cudundaki su ve interstisyel v?cut s?v?s? burada kaynar. Bas?n?l? bir kabin kullanmazsan?z, b?yle bir y?kseklikte bir ki?i neredeyse an?nda ?lecektir. Bu nedenle, insan v?cudunun fizyolojik ?zellikleri a??s?ndan "uzay", deniz seviyesinden 20 km y?kseklikten kaynaklanmaktad?r.

Atmosferin D?nya'n?n ya?am?ndaki rol? ?ok b?y?kt?r. ?rne?in, yo?un hava katmanlar? - troposfer ve stratosfer sayesinde insanlar radyasyona maruz kalmaktan korunur. Uzayda, nadir bulunan havada, 36 km'nin ?zerinde bir y?kseklikte iyonla?t?r?c? radyasyon etki eder. 40 km'nin ?zerinde bir y?kseklikte - ultraviyole.

D?nya y?zeyinin ?zerinde 90-100 km'nin ?zerinde bir y?ksekli?e ??karken, kademeli bir zay?flama olacak ve daha sonra alt atmosferik katmanda g?zlemlenen, insanlara a?ina olan fenomenlerin tamamen ortadan kalkmas? olacak:

Ses yay?lmaz.

Aerodinamik kuvvet ve s?rt?nme yoktur.

Is? konveksiyon vb. ile aktar?lmaz.

Atmosferik katman, D?nya'y? ve t?m canl? organizmalar? kozmik radyasyondan, meteorlardan korur, mevsimsel s?cakl?k dalgalanmalar?n? d?zenlemekten, g?nl?k olanlar? dengelemekten ve e?itlemekten sorumludur. D?nya'da bir atmosferin yoklu?unda, g?nl?k s?cakl?k +/-200С? i?inde dalgalanacakt?r. Atmosferik katman, d?nyan?n y?zeyi ile d?? uzay aras?nda hayat veren bir "tampon", nem ve ?s? ta??y?c?s?d?r; atmosferde fotosentez ve enerji al??veri?i s?re?leri ger?ekle?ir - en ?nemli biyosferik s?re?ler.