ما الذي ينتج أكبر قدر من الأكسجين؟ مرحلة الأكسجين والنيتروجين في الغلاف الجوي

هناك رأي مفاده " رئتي الكوكب"هي غابات، لأنه يُعتقد أنها المورد الرئيسي للأكسجين إلى الغلاف الجوي. ومع ذلك، في الواقع ليس الأمر كذلك. المنتجون الرئيسيون للأكسجين يعيشون في المحيط. لا يمكن رؤية هؤلاء الأطفال دون مساعدة المجهر لكن جميع الكائنات الحية على الأرض تعتمد على نشاطها الحيوي.

لا أحد يجادل بأن الغابات، بطبيعة الحال، تحتاج إلى الحفاظ عليها وحمايتها. ومع ذلك، ليس على الإطلاق بسبب حقيقة أنهم "الرئتين" سيئة السمعة. لأنه في الواقع، فإن مساهمتها في إثراء غلافنا الجوي بالأكسجين هي صفر تقريبًا.

ولن ينكر أحد حقيقة ذلك جو الأكسجينلقد خلقت الأرض ولا تزال مدعومة بالنباتات. حدث هذا لأنهم تعلموا كيفية إنشاء مواد عضوية من مواد غير عضوية باستخدام الطاقة ضوء الشمس(كما نتذكر من دورة المدرسةفي علم الأحياء، تسمى عملية مماثلة التمثيل الضوئي). ونتيجة لهذه العملية، تطلق أوراق النبات الأكسجين الحر كمنتج ثانوي للإنتاج. وهذا الغاز الذي نحتاجه يرتفع إلى الغلاف الجوي ثم يتوزع بالتساوي في جميع أنحاءه.

وفقًا للمعاهد المختلفة، يتم إطلاق حوالي 145 مليار طن من الأكسجين في الغلاف الجوي على كوكبنا كل عام. حيث معظمليس من المستغرب أن يتم إنفاقه ليس على تنفس سكان كوكبنا، ولكن على تحلل الكائنات الميتة، أو ببساطة، على التحلل (حوالي 60 بالمائة مما تستخدمه الكائنات الحية). لذا، كما ترون، فإن الأكسجين لا يمنحنا الفرصة للتنفس بعمق فحسب، بل يعمل أيضًا كنوع من الموقد لحرق القمامة.

اقرأ أيضًا: تعطل مكيف الهواء الشتوي والصيفي على الأرضوكما نعلم، فإن أي شجرة ليست أبدية، لذلك عندما يحين وقتها تموت. عندما يسقط جذع غابة عملاقة على الأرض، يتحلل جسدها بفعل آلاف الفطريات والبكتيريا على مدى فترة طويلة جدًا من الزمن. كلهم يستخدمون الأكسجين الذي تنتجه النباتات الباقية. وبحسب حسابات الباحثين فإن مثل هذا "التنظيف" يستغرق حوالي ثمانين بالمائة من أكسجين "الغابة".

لكن نسبة الـ 20 في المائة المتبقية من الأكسجين لا تدخل إلى "صندوق الغلاف الجوي العام" على الإطلاق، ويستخدمها أيضًا سكان الغابات "على الأرض" لأغراضهم الخاصة. بعد كل شيء، تحتاج الحيوانات والنباتات والفطريات والكائنات الحية الدقيقة أيضا إلى التنفس (بدون الأكسجين، كما نتذكر، لن تتمكن العديد من الكائنات الحية من الحصول على الطاقة من الطعام). وبما أن جميع الغابات عادة ما تكون مناطق مكتظة بالسكان، فإن هذه البقايا تكفي فقط لتلبية احتياجات الأكسجين لسكانها فقط. لم يتبق شيء للجيران (على سبيل المثال، سكان المدن التي يوجد بها القليل من النباتات المحلية).

من إذن هو المورد الرئيسي لهذا الغاز الضروري للتنفس على كوكبنا؟ على الأرض، هذه، بشكل غريب، مستنقعات الخث. يعلم الجميع أنه عندما تموت النباتات في المستنقع، فإن كائناتها لا تتحلل، لأن البكتيريا والفطريات التي تقوم بهذا العمل لا يمكن أن تعيش في مياه المستنقع - هناك العديد من المطهرات الطبيعية التي تفرزها الطحالب.

ومع ذلك فإن مساهمة المستنقعات في المجموع " مؤسسة خيرية"الأكسجين" ليس كبيرًا جدًا، لأنه لا يوجد الكثير منهم على الأرض، وطحالب المحيط المجهرية، التي يسميها العلماء العوالق النباتية، تشارك بنشاط أكبر في "جمعية الأكسجين". هذه المخلوقات صغيرة جدًا ويكاد يكون من المستحيل رؤيتهم بالعين المجردة، إلا أن عددهم الإجمالي كبير جدًا، ويصل العدد إلى ملايين المليارات.لذلك، فإن الأجزاء الميتة من النباتات، دون أن تتحلل، تغرق في القاع، وتشكل رواسب الخث. وإذا لم يكن هناك تحلل، فلا يضيع الأكسجين. لذلك، يتم إعطاء المستنقعات ل الصندوق العامحوالي 50 بالمائة من الأكسجين الذي تنتجه (النصف الآخر يستخدمه سكان هذه الأماكن غير المضيافة ولكنها مفيدة للغاية).

تنتج العوالق النباتية في العالم بأكمله 10 أضعاف الأكسجين الذي تحتاجه للتنفس. يكفي لتوفير غاز مفيد لجميع سكان المياه الآخرين، ويدخل الكثير منه إلى الغلاف الجوي. أما بالنسبة لاستهلاك الأكسجين لتحلل الجثث، فهو منخفض جدًا في المحيط - حوالي 20 بالمائة من إجمالي الإنتاج.

يحدث هذا بسبب حقيقة أن الكائنات الميتة تؤكل على الفور من قبل الزبالين، والتي يعيش عدد كبير منها في مياه البحر. هؤلاء، بدورهم، سيأكلهم الزبالون الآخرون بعد الموت، وما إلى ذلك، أي أن الجثث لا ترقد أبدًا في الماء. ويبقى الأمر نفسه الذي لم يعد أحد يستطيع أن يتخيله مصلحة خاصة، تقع في القاع، حيث يعيش عدد قليل من الناس، وببساطة لا يوجد من يتحللهم (هكذا يتشكل الطمي المعروف)، أي في في هذه الحالةلا يتم استهلاك الأكسجين.

لذا، فإن المحيط يزود الغلاف الجوي بحوالي 40% من الأكسجين الذي تنتجه العوالق النباتية. يتم استهلاك هذا الاحتياطي في تلك المناطق التي يتم فيها إنتاج القليل جدًا من الأكسجين. وتشمل الأخيرة، بالإضافة إلى المدن والقرى، الصحارى والسهوب والمروج وكذلك الجبال.

لذا، فمن الغريب أن الجنس البشري يعيش ويزدهر على الأرض على وجه التحديد بسبب "مصانع الأكسجين" المجهرية التي تطفو على سطح المحيط. إنهم هم الذين يجب أن يطلق عليهم "رئتي الكوكب". والحماية بكل الطرق الممكنة من التلوث النفطيوالتسمم بالمعادن الثقيلة وما إلى ذلك، لأنه إذا توقفوا عن أنشطتهم فجأة، فلن نتمكن أنا وأنت من التنفس.

كل شيء في العالم يتكون من عناصر كيميائية. إنهم يدعمون الحياة على الأرض. واحد من الأدوار الحاسمةيلعب الأكسجين دورًا في هذا. هناك أشياء كثيرة مرتبطة به حقائق مثيرة للاهتمامودورة الأكسجين في الطبيعة مذهلة. اريد معرفة المزيد؟ واصل القراءة.

إذن، ما هو المثير للاهتمام بشأن الأكسجين:

1. النباتات ليست هي الأشياء الوحيدة التي تنتج.

يعرف الكثير من الناس من المدرسة أن الأكسجين يتكون نتيجة لعملية التمثيل الضوئي في النباتات. نعم بالضبط التحول ثاني أكسيد الكربونالغطاء النباتي هو المصدر الرئيسي للأكسجين على الأرض. ومع ذلك، فهو ليس الوحيد.

ويتكون بعض الغاز في الطبقات العليا من الغلاف الجوي تحت تأثيره أشعة الشمس. عند تسخينها، تتحلل جزيئات الماء إلى الأجزاء المكونة لها، لتشكل الهيدروجين والأكسجين.

بالإضافة إلى ذلك، يتم إنتاج حوالي نصف الأكسجين الحر على الكوكب بواسطة العوالق النباتية. يدخل ثاني أكسيد الكربون الذي يستهلكونه إلى الغلاف الجوي نتيجة تنفس الحيوانات والبشر، وكذلك أثناء الأكسدة، أي الاحتراق.

وببساطة، يمكن وصف دورة الأكسجين في المحيط الحيوي على النحو التالي:

• تحت تأثير حرارة الشمس، يتبخر الماء من محيطات العالم. من جانبها، الدخول الطبقة العلياالغلاف الجوي، ويتحلل إلى H2 وO2.
• تتم معالجة الأكسجين بدوره بواسطة الكائنات الحية التي تطلق ثاني أكسيد الكربون. أيضًا أول أكسيد الكربونيدخل الغلاف الجوي نتيجة احتراق المادة.
• أثناء عملية التمثيل الضوئي، يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى إلى الأكسجين.

ملحوظة:يتم إطلاق الأكسجين أيضًا من الحجر الجيري عن طريق تجوية الصخور.

2. تم استخدام الأكسجين من قبل الكيميائيين.

كان هذا العنصر معروفًا في القرن الثامن. تم العثور على الإشارات الأولى في مخطوطات الكيميائي الصيني ماو هوا. بالطبع، كان للأكسجين اسم مختلف تمامًا، ولم يُعرف سوى القليل عن خصائصه.

قام الفنان والمهندس وعالم الأحياء والكيميائي الأسطوري ليوناردو دافنشي بدراسة الأكسجين، لكنه لم يدرك حتى أن الأكسجين عنصر منفصل.

ومع ذلك، حدث الاكتشاف الرسمي للأكسجين في عام 1774. وذهبت صفة المكتشف إلى جوزيف بريستلي، الذي تمكن من عزل الأكسجين من أكسيد الزئبق. لفترة طويلة، لم يستطع العالم أن يفهم لماذا، عندما يتم تسخين المادة، تحترق الشمعة، التي كانت بمثابة مصدر للضوء، أكثر إشراقا. وفي وقت لاحق، أطلق بريستلي على هذه الظاهرة اسم "الهواء الثاني". ولكن، كما يحدث غالبًا في العالم العلمي، كانت هناك فضيحة هنا.

أصبح من المعروف فيما بعد أن عالم الطبيعة السويدي كارل شيل تمكن من عزل الأكسجين من أكسيد النيتريك في عام 1771. قام بتدوين البيانات المتعلقة بالتجربة في كتابه، الذي، لسوء الحظ، تم نشره بعد ست سنوات فقط.

3. الأكسجين مطلوب في كل مكان.

ولا يقتصر استخدام الأكسجين على التنفس البسيط. ويستخدم على نطاق واسع كعامل مؤكسد في المعادن. وبدون ذلك، سيكون من المستحيل إنتاج الفولاذ عالي الجودة. ويستخدم الغاز أيضًا في مشاعل الأسيتيلين والهيدروجين لقطع ولحام المعادن.

الأكسجين يضمن تشغيل محطات الطاقة الحرارية. محرك الاحتراق الداخليوهذا لن يحدث أبداً، لأن وجود الأكسجين هو الشرط الأساسي لتفجير خليط الوقود.

يستخدم رواد الفضاء والطيارون العسكريون والغواصون أسطوانات مملوءة بالأكسجين مع الهيليوم أو الغازات الأخرى للتنفس. الغازات الخاملة. وهكذا يساهم الأكسجين في استكشاف المحيطات والفضاء.

4. الأكسجين مصدر للجمال والصحة.

يستخدم الأكسجين على نطاق واسع في الطب وفي صناعة مستحضرات التجميل. بمساعدتها، يتم إنقاذ الأشخاص الذين يعانون من أمراض القلب والأوعية الدموية من الاختناق ونقص الأكسجة ونوبات الربو.

كوكتيلات غير كحولية مع محتوى عاليالأكسجين مفيد للنساء الحوامل. يعزز مشروب الأكسجين التطور الطبيعيالجنين كما تتحسن هذه التركيبات الحالة النفسية والعاطفيةالشخص، وإعطاء القوة.

يضاف الأكسجين إلى الكريمات والأقنعة التجميلية. تعمل هذه المنتجات على تحسين حالة الجلد وتجدد شبابها وتمنحها المرونة.

5. ثلاثة تريليونات طن من الأكسجين سنوياً.

وهذه هي تقريبًا كمية الأكسجين التي تنتجها جميع النباتات الخضراء على الأرض. وأكبر المصانع الطبيعية لهذا الغاز هي غابات الأمازون والتايغا السيبيرية. تسمى هذه الأماكن "رئتي الكوكب".

ملحوظة:واحد شجرة كبيرةتنتج ما يكفي من الأكسجين لتزويد شخصين - ما يقرب من 125 كجم من الغاز سنويًا.

6. ينخفض ​​تركيز الأكسجين.

على الرغم من حجم الإنتاج المثير للإعجاب على ما يبدو، إلا أن محتوى الأكسجين في الغلاف الجوي مرتفع أفضل سيناريو 21%. في المدن الكبرىتنخفض هذه القيمة إلى 18٪. بالمناسبة، قبل بضعة ملايين من السنين فقط، كان هذا الرقم ضعف ذلك الرقم.

ويعود سبب انخفاض تركيز الأكسجين إلى زيادة عدد وسائل النقل البري، الانبعاثات الصناعيةوإزالة الغابات غير المنضبطة.

7. ماذا يحدث إذا اختفى الأكسجين لمدة ثانية واحدة؟

إذا حدث هذا، فإن العالم كما نعرفه سوف يتوقف عن الوجود. لا، لن يذبل النبات ولن يختنق الحيوان. كل شيء سيكون أسوأ بكثير. الأكسجين جزء من كل شيء وكل شخص تقريبًا.

سوف تنهار المباني الخرسانية على الفور، وسوف تتبخر البحار والمحيطات، وسوف تجف الكائنات الحية وتتحول إلى غبار. ولإضافة المزيد من الصورة المروعة، تخيل أن قشرة الأرض قد انفتحت وأصبحت السماء سوداء كالليل.

كما أن زيادة كمية الأكسجين بمقدار 10 مرات لا يبشر بالخير، على الرغم من أن العواقب لن تكون مثيرة للغاية. هذا السيناريو محفوف بالمخاطر الانقراض الجماعيبسبب فرط التنفس. ومع ذلك، على الأرجح أن الحياة لن تختفي، بل ستولد من جديد بشكل مختلف.

8. يوجد أكسجين في الأرض أكثر من الهواء.

قليل من الناس يعرفون، لكن الإمداد الرئيسي للأكسجين لا يتركز في الغلاف الجوي. لا يوجد سوى 0.36% من الأكسجين الحر على الكوكب، في حين أن حوالي 99.5% من الغاز موجود في الصخوروالسيليكات والوشاح والقشرة.

9. أصبح عصر العمالقة ممكناً بفضل الأكسجين.

قبل عهد الديناصورات، قبل 300 مليون سنة، كانت تركيزات الأكسجين أكبر بعشرات المرات. يعتقد العلماء أن هذا يرجع إلى حد كبير إلى هذا على الأرض لفترة طويلةحكم العمالقة.

في تلك الأوقات البعيدة، يمكن العثور على حريش يبلغ طوله 2.5 متر على هذا الكوكب. من بين السحالي، كان الأكبر هو المدرعة البحرية. يصل طوله إلى 26-30 م، ووزنه 60 طنا.

في الآونة الأخيرة نسبيًا، وبفضل الأكسجين، سار حيوان الكسلان الذي يبلغ طوله ستة أمتار حول الكوكب. وماذا عن الخنزير الذي يبلغ طوله مترين والذي يأكل اللحوم في الغالب؟! بعض الثدييات، مثل Indricotherium، التي وصل ارتفاعها إلى 8 أمتار ووزنها 15 طنا، لم تكن أقل شأنا من الديناصورات.

تمكن الأشخاص البدائيون من اصطياد ماموث يبلغ حجمه ضعف حجم الفيل الحديث تقريبًا. في الاخير الفترة الجليديةعاشت الدببة التي يبلغ ارتفاعها ثلاثة أمتار على الكتف والغزلان التي يبلغ طولها مترين جنبًا إلى جنب مع الإنسان العاقل.

10. تورم في الحلق وجفاف العينين.

في الإجهاد الشديديتسارع تنفس الشخص بشكل غريزي. غالبًا ما يزداد حجم الأكسجين المستنشق في المرة الواحدة. وبسبب هذا، تتسع المزمار، مما يسبب الإحساس بوجود كتلة في الحلق.

ملحوظة: غالبًا ما يكون وجود تورم في الحلق من الأعراض أمراض خطيرة‎لذا إذا لم يختفي هذا الشعور مع مرور الوقت، استشيري الطبيب.

أولئك الذين صعدوا عالياً إلى الجبال عانوا من متلازمة جفاف العين. هذا شعور غير سارةبسبب انخفاض محتوى الأكسجين ارتفاع عالي. والحقيقة هي أن القرنية لا تحتوي على أوعية دموية، ولكن العناصر الغذائيةويتم إيصال الأكسجين إليه من خلال الغدد الدمعية خارجياً.

دورة الأكسجين هي عملية مذهلة. من الصعب أن نتخيل مدى ترابط كل شيء على كوكبنا ومدى هشاشة هذا الارتباط. لذلك، يجب علينا ككائنات واعية أن نتحمل مسؤولية الحفاظ على التوازن في الطبيعة.

هناك رأي مفاده أن الغابات هي "رئتي الكوكب"، حيث يعتقد أنها المورد الرئيسي للأكسجين في الغلاف الجوي. ومع ذلك، في الواقع هذا ليس هو الحال. المنتجون الرئيسيون للأكسجين يعيشون في المحيط. ولا يمكن رؤية هؤلاء الأطفال دون مساعدة المجهر. لكن جميع الكائنات الحية على الأرض تعتمد على سبل عيشها.

لا أحد يجادل بأن الغابات، بطبيعة الحال، تحتاج إلى الحفاظ عليها وحمايتها. ومع ذلك، ليس على الإطلاق بسبب حقيقة أنهم "الرئتين" سيئة السمعة. لأنه في الواقع، فإن مساهمتها في إثراء غلافنا الجوي بالأكسجين هي صفر تقريبًا.

لن ينكر أحد حقيقة أن الغلاف الجوي الأكسجيني للأرض قد تم إنشاؤه ويستمر في الحفاظ عليه بواسطة النباتات. حدث هذا لأنهم تعلموا إنشاء مواد عضوية من مواد غير عضوية باستخدام طاقة ضوء الشمس (كما نتذكر من دورة علم الأحياء المدرسية، تسمى عملية مماثلة التمثيل الضوئي). ونتيجة لهذه العملية، تطلق أوراق النبات الأكسجين الحر كمنتج ثانوي للإنتاج. يرتفع هذا الغاز الذي نحتاجه إلى الغلاف الجوي ثم يتم توزيعه بالتساوي في جميع أنحاءه.

وفقًا للمعاهد المختلفة، يتم إطلاق حوالي 145 مليار طن من الأكسجين في الغلاف الجوي على كوكبنا كل عام. علاوة على ذلك، فإن معظمها، وليس من المستغرب، لا يتم إنفاقه على تنفس سكان كوكبنا، بل على تحلل الكائنات الحية الميتة، أو ببساطة، على التحلل (حوالي 60 بالمائة من تلك التي تستخدمها الكائنات الحية). لذا، كما ترون، فإن الأكسجين لا يمنحنا الفرصة للتنفس بعمق فحسب، بل يعمل أيضًا كنوع من الموقد لحرق القمامة.

وكما نعلم، فإن أي شجرة ليست أبدية، لذلك عندما يحين وقتها تموت. عندما يسقط جذع غابة عملاقة على الأرض، يتحلل جسدها بفعل آلاف الفطريات والبكتيريا على مدى فترة طويلة جدًا من الزمن. كلهم يستخدمون الأكسجين الذي تنتجه النباتات الباقية. وبحسب حسابات الباحثين فإن مثل هذا "التنظيف" يستغرق حوالي ثمانين بالمائة من أكسجين "الغابة".

لكن نسبة الـ 20 في المائة المتبقية من الأكسجين لا تدخل إلى "صندوق الغلاف الجوي العام" على الإطلاق، ويستخدمها أيضًا سكان الغابات "على الأرض" لأغراضهم الخاصة. بعد كل شيء، تحتاج الحيوانات والنباتات والفطريات والكائنات الحية الدقيقة أيضا إلى التنفس (بدون الأكسجين، كما نتذكر، لن تتمكن العديد من الكائنات الحية من الحصول على الطاقة من الطعام). وبما أن جميع الغابات عادة ما تكون مناطق مكتظة بالسكان، فإن هذه البقايا تكفي فقط لتلبية احتياجات الأكسجين لسكانها فقط. لم يتبق شيء للجيران (على سبيل المثال، سكان المدن التي يوجد بها القليل من النباتات المحلية).

من إذن هو المورد الرئيسي لهذا الغاز الضروري للتنفس على كوكبنا؟ على الأرض، هذه، بشكل غريب، مستنقعات الخث. يعلم الجميع أنه عندما تموت النباتات في المستنقع، فإن كائناتها لا تتحلل، لأن البكتيريا والفطريات التي تقوم بهذا العمل لا يمكن أن تعيش في مياه المستنقع - هناك العديد من المطهرات الطبيعية التي تفرزها الطحالب.

لذلك، فإن الأجزاء الميتة من النباتات، دون أن تتحلل، تغرق في القاع، وتشكل رواسب الخث. وإذا لم يكن هناك تحلل، فلا يضيع الأكسجين. لذلك تساهم المستنقعات بحوالي 50 بالمائة من الأكسجين الذي تنتجه في الصندوق العام (النصف الآخر يستخدمه سكان هذه الأماكن غير المضيافة ولكنها مفيدة للغاية).

ومع ذلك، فإن مساهمة المستنقعات في "صندوق الأكسجين الخيري" العام ليست كبيرة جدًا، لأنها ليست كثيرة على الأرض. وتشارك الطحالب المحيطية المجهرية، والتي يطلق عليها العلماء اسم العوالق النباتية، بشكل أكثر نشاطًا في "جمعية الأكسجين الخيرية". هذه المخلوقات صغيرة جدًا لدرجة أنه يكاد يكون من المستحيل رؤيتها بالعين المجردة. إلا أن عددهم الإجمالي كبير جداً، يصل إلى ملايين المليارات.

تنتج العوالق النباتية في العالم بأكمله 10 أضعاف الأكسجين الذي تحتاجه للتنفس. وهو ما يكفي لتوفير غاز مفيد لجميع سكان المياه الآخرين، وينتهي الكثير منه في الغلاف الجوي. أما بالنسبة لاستهلاك الأكسجين لتحلل الجثث، فهو منخفض جدًا في المحيط - حوالي 20 بالمائة من إجمالي الإنتاج.

يحدث هذا بسبب حقيقة أن الكائنات الميتة تؤكل على الفور من قبل الزبالين، والتي يعيش عدد كبير منها في مياه البحر. هؤلاء، بدورهم، سيأكلهم الزبالون الآخرون بعد الموت، وما إلى ذلك، أي أن الجثث لا ترقد أبدًا في الماء. نفس البقايا، التي لم تعد ذات أهمية خاصة لأي شخص، تقع في القاع، حيث يعيش عدد قليل من الناس، وببساطة لا يوجد من يتحللها (هكذا يتشكل الطمي المعروف)، أي في وفي هذه الحالة، لا يتم استهلاك الأكسجين.

لذا، فإن المحيط يزود الغلاف الجوي بحوالي 40% من الأكسجين الذي تنتجه العوالق النباتية. يتم استهلاك هذا الاحتياطي في تلك المناطق التي يتم فيها إنتاج القليل جدًا من الأكسجين. وتشمل الأخيرة، بالإضافة إلى المدن والقرى، الصحارى والسهوب والمروج وكذلك الجبال.

لذا، فمن الغريب أن الجنس البشري يعيش ويزدهر على الأرض على وجه التحديد بسبب "مصانع الأكسجين" المجهرية التي تطفو على سطح المحيط. إنهم هم الذين يجب أن يطلق عليهم "رئتي الكوكب". والحماية بكل طريقة ممكنة من التلوث النفطي والتسمم بالمعادن الثقيلة وما إلى ذلك، لأنه إذا توقفوا فجأة عن أنشطتهم، فلن يكون لدينا ما نتنفسه.

تحتوي الأرض على 49.4% من الأكسجين، والذي يوجد إما حرًا في الهواء أو مرتبطًا (بالماء والمركبات والمعادن).

خصائص الأكسجين

على كوكبنا، يعد غاز الأكسجين أكثر شيوعًا من أي عنصر كيميائي آخر. وهذا ليس بغريب، لأنه جزء من:

• الصخور,
• ماء،
• أَجواء،
• كائنات حية,
• البروتينات والكربوهيدرات والدهون.

الأكسجين هو غاز نشط ويدعم الاحتراق.

الخصائص الفيزيائية

يوجد الأكسجين في الغلاف الجوي في شكل غازي عديم اللون. وهو عديم الرائحة وقابل للذوبان بشكل طفيف في الماء والمذيبات الأخرى. الأكسجين لديه قوي الروابط الجزيئية، ولهذا السبب فهو غير نشط كيميائيا.

إذا تم تسخين الأكسجين، فإنه يبدأ في التأكسد والتفاعل مع معظم المعادن واللافلزات. على سبيل المثال، الحديد، هذا الغاز يتأكسد ببطء ويسبب صدأه.

مع انخفاض درجة الحرارة (-182.9 درجة مئوية) والضغط الطبيعي، ينتقل الأكسجين الغازي إلى حالة أخرى (السائل) ويصبح شاحبًا لون ازرق. إذا انخفضت درجة الحرارة أكثر (إلى -218.7 درجة مئوية)، فسوف يتصلب الغاز ويتحول إلى حالة البلورات الزرقاء.

في الحالة السائلة والصلبة، يتحول الأكسجين إلى اللون الأزرق وله خصائص مغناطيسية.

الفحم هو ماص للأكسجين النشط.

الخواص الكيميائية

تقريبًا جميع تفاعلات الأكسجين مع المواد الأخرى تنتج وتطلق طاقة، يمكن أن تعتمد قوتها على درجة الحرارة. على سبيل المثال، في درجات الحرارة العادية، يتفاعل هذا الغاز ببطء مع الهيدروجين، وعند درجات حرارة أعلى من 550 درجة مئوية يحدث تفاعل انفجاري.

الأكسجين هو غاز نشط يتفاعل مع معظم المعادن باستثناء البلاتين والذهب. تعتمد قوة وديناميكيات التفاعل الذي تتشكل خلاله الأكاسيد على وجود شوائب في المعدن وحالة سطحه وطحنه. بعض المعادن، عندما ترتبط بالأكسجين، باستثناء أكاسيد أساسيةشكل مذبذب و أكاسيد الحمض. تنشأ أكاسيد معادن الذهب والبلاتين أثناء تحللها.

الأكسجين، بالإضافة إلى المعادن، يتفاعل أيضًا بشكل نشط مع الجميع تقريبًا العناصر الكيميائية(باستثناء الهالوجينات).

في حالته الجزيئية، يكون الأكسجين أكثر نشاطًا وتستخدم هذه الخاصية في تبييض المواد المختلفة.

دور وأهمية الأكسجين في الطبيعة

تنتج النباتات الخضراء معظم الأكسجين الموجود على الأرض، ويتم إنتاج الجزء الأكبر منه نباتات مائية. إذا تم إنتاج المزيد من الأكسجين في الماء، فإن الفائض سوف يذهب إلى الهواء. وإذا كان أقل، على العكس من ذلك، سيتم استكمال المبلغ المفقود من الهواء.

البحرية و مياه عذبةيحتوي على 88.8% أكسجين (من حيث الكتلة)، وفي الغلاف الجوي 20.95% من حيث الحجم. في قشرة الأرضأكثر من 1500 مركب يحتوي على الأكسجين.

من بين جميع الغازات التي يتكون منها الغلاف الجوي، يعد الأكسجين هو الأكثر أهمية بالنسبة للطبيعة والبشر. وهو موجود في كل خلية حية وهو ضروري لجميع الكائنات الحية للتنفس. يؤثر نقص الأكسجين في الهواء على الحياة بشكل مباشر. بدون الأكسجين يستحيل التنفس وبالتالي العيش. شخص يتنفس لمدة دقيقة واحدة. في المتوسط ​​يستهلك 0.5 ديسيمتر مكعب. فإذا كان أقل منه في الهواء إلى ثلثه يفقد وعيه، وإلى ربعه يموت.

يمكن للخميرة وبعض البكتيريا أن تعيش بدون الأكسجين، لكن الحيوانات ذوات الدم الحار تموت خلال دقائق إذا كان هناك نقص في الأكسجين.

دورة الأكسجين في الطبيعة

دورة الأكسجين في الطبيعة هي تبادل الأكسجين بين الغلاف الجوي والمحيطات، وبين الحيوانات والنباتات أثناء التنفس، وكذلك أثناء الاحتراق الكيميائي.

تعتبر النباتات مصدرًا مهمًا للأكسجين على كوكبنا، حيث تخضع لعملية التمثيل الضوئي الفريدة. خلال هذا، يتم إطلاق الأكسجين.

وفي الجزء العلوي من الغلاف الجوي، يتشكل الأكسجين أيضًا نتيجة لتقسيم الماء تحت تأثير الشمس.

كيف تحدث دورة الأكسجين في الطبيعة؟

أثناء تنفس الحيوانات والناس والنباتات، وكذلك احتراق أي وقود، يتم استهلاك الأكسجين ويتم تشكيل ثاني أكسيد الكربون. ثم يغذي ثاني أكسيد الكربون النباتات، التي تنتج الأكسجين مرة أخرى من خلال عملية التمثيل الضوئي.

وبذلك يتم الحفاظ على محتواه في الهواء الجوي ولا ينتهي.

تطبيقات الأكسجين

في الطب، أثناء العمليات والأمراض التي تهدد الحياة، يتم إعطاء المرضى الأكسجين النقي للتنفس من أجل تخفيف حالتهم وتسريع الشفاء.

وبدون أسطوانات الأكسجين، لا يستطيع المتسلقون تسلق الجبال، ولا يستطيع الغواصون الغوص إلى أعماق البحار والمحيطات.

يستخدم الأكسجين على نطاق واسع في أنواع مختلفةالصناعة والإنتاج:

• لقطع ولحام المعادن المختلفة
• للحصول على جدا درجات حرارة عاليةفي المصانع
• للحصول على مجموعة متنوعة من المركبات الكيميائية. لتسريع ذوبان المعادن.

ويستخدم الأكسجين أيضًا على نطاق واسع في صناعة الفضاء والطيران.

لمدة مليار سنة، كان الغلاف الجوي للأرض يتكون بشكل رئيسي من النيتروجين (20-78%) والأكسجين (5-21%). يحتوي الغلاف الجوي الحديث للأرض بنسب حجمية على: النيتروجين - 78٪، الأكسجين - 21، ثاني أكسيد الكربون - 0.03، الأرجون - 0.93، أما نسبة 0.04٪ المتبقية فيشغلها الهيليوم والميثان والكريبتون وأكسيد النيتروز والهيدروجين والزينون. نسبياً نسبة عاليةيبلغ محتوى الأرجون في الغلاف الجوي 40 نظرًا لوجود كمية كبيرة من البوتاسيوم المشع في أحشاء الأرض - 40. الحديث المعلمات الماديةالغلاف الجوي هو كما يلي: سمك الطبقة الجوية يصل إلى 1000 كيلومتر، الكتلة 5·10 18 كجم، الضغط على سطح الكوكب 1 ضغط جوي.

يظهر الجدول التغيرات التطوريةالتركيب الكيميائي للغلاف الجوي في الماضي وفي المستقبل بعد ملياري سنة في المستقبل (بالنسبة المئوية). دعونا نلقي نظرة على أسباب هذه التغييرات في التركيب الكيميائيالغلاف الجوي للأرض.

1 . يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون CO2 عن طريق الانفجارات البركانية الضخمة. لا إجماعحول نسبة تكوينه في الغلاف الجوي منذ 4 - 5 مليار سنة. تكوين الغازتحتوي الانفجارات البركانية الحديثة على 40% من وزنها ثاني أكسيد الكربون، والنيتروجين N2-2%. ومع ذلك، يمكن الافتراض أنه في الماضي كان لثاني أكسيد الكربون القدرة على التراكم في الغلاف الجوي بنسبة تصل إلى 90%. وذلك لأن ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين هما الأكثر خاملة مركبات كيميائيةالغلاف الجوي، ولا تتفاعل تقريبًا مع العناصر الأخرى. أما الغازات البركانية المتبقية (حمض الهيدروكلوريك، والCN، وHF، وSO 2، وNH 3 وغيرها) فهي مكونات عدوانية للغاية، وبالتالي تم "تدميرها" بسرعة من خلال الاتحاد مع المعادن الصخرية، ومواد الحمم البركانية، والأملاح الذائبة في الماء. لذلك، نسبة مئويةويتزايد ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين باستمرار، وتنخفض الغازات الأخرى تدريجياً.

يصبح من الواضح كيف يمكن أن يرتفع محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض الفتية إلى 90٪، وقد وصل محتوى النيتروجين في عصرنا إلى 78٪. المستهلكون الرئيسيون لثاني أكسيد الكربون هم النباتات. تشمل مصادر ثاني أكسيد الكربون البراكين والصناعة وتنفس الحيوانات. خزانات التخزين الرئيسية هي الغلاف الجوي والمحيطات.

أ) "الخزانات" الرئيسية لثاني أكسيد الكربون على الأرض.

1) يحتوي الغلاف الجوي الآن على 0.03% من ثاني أكسيد الكربون، وهو ما يساوي 2·10 15 كيلوجرامًا. في الوقت نفسه، تنمو 10 16 كجم من النباتات على الأرض (وفقًا لـ A. Vinogradov)، والتي تمتص أكثر من 10 14 كجم من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. عندها سيكون هناك ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون لمدة 20 عامًا فقط.

2) يوجد "خزان" كبير من ثاني أكسيد الكربون في المحيطات والبحار، حيث يذوب 5·10 16 كجم من ثاني أكسيد الكربون في مياهها. ثم لمدة 500 سنة فقط عالم الخضاريمكن أن تستهلك الأرض ثاني أكسيد الكربون المذاب في الغلاف المائي. ولا يزال ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي يذوب بكميات كبيرة في مياه المحيطات والبحار. ومن المثير للقلق أن نسبة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ستستمر في الانخفاض في المستقبل، وبالتالي فإن تركيزه في المحيطات سينخفض ​​أيضًا.

ب) المصادر الرئيسية لثاني أكسيد الكربون على الأرض.

1) كانت الانفجارات البركانية في الماضي أهم مصدر لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وكانت النباتات هي المستهلك الوحيد لثاني أكسيد الكربون. حاليًا، تنبعث جميع البراكين من 10.9 كجم من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي سنويًا، وتحرق الحضارة الوقود العضوي، وبالتالي تغذي الغلاف الجوي أيضًا بثاني أكسيد الكربون بمقدار 310.12 كجم أخرى سنويًا (أي 3000 مرة أكثر من البراكين). تختفي العمليات البركانية على الكوكب تدريجيًا مع تقدم العمر. في غضون مليون سنة، ستتوقف النشاط البركاني على الأرض تمامًا.

2) سيظل ساري المفعول لمدة 150 عامًا تقريبًا مصدر إضافيثاني أكسيد الكربون - الحضارة الموجودة كميات كبيرةيحرق المواد العضوية الأحفورية (الفحم، الزيت، الحطب، الصخر الزيتي - الموقع الإلكتروني). ولكن بعد ذلك سيتم استنفاد هذه المعادن. الرواسب المعدنية مثل الفحم والنفط غاز طبيعيسوف تنفد الحضارة خلال 150 عامًا، وستتوقف الحضارة عن تجديد الغلاف الجوي بثاني أكسيد الكربون الناتج عن احتراق الوقود الأحفوري. ولذلك يرى بعض العلماء أنه على الرغم من حرق الوقود لمدة 150 عاما، فإن نسبة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ستنخفض. وستبقى كمية ثاني أكسيد الكربون كما هي (0.03%)، إذ ستمتصها النباتات وستكون هناك زيادة تعويضية في الكتلة الحيوية في نباتات الأرض. ويتحدث علماء آخرون عن زيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى 0.04 - 0.05٪، يليه ارتفاع طفيف في مناخ الكوكب بحلول عام 2150. بطريقة أو بأخرى، بعد عام 2150، ستبقى الحضارة بدون وقود أحفوري وستستمر عملية التخفيض العالمي لكمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

3) يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون أيضًا في الغلاف الجوي بمقدار 10 10 كجم سنويًا أثناء تحلل الحيوانات الميتة والنباتات الميتة في المحيطات والبحار وعلى الأرض. يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون أيضًا من رئتي الحيوانات والبشر عندما يتنفسون.

ج) «معدل» اختفاء ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي للأرض.

دعونا ننتبه إلى حقيقة أنه على الرغم من أن الجميع كان "يعمل" على مدى عشرات الملايين من السنين الماضية الينابيع الطبيعيةثاني أكسيد الكربون (البراكين، المحيطات، الاضمحلال)، ولكن محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي انخفض، وعلى سبيل المثال، مع مرور الوقت عصر حقب الحياة الحديثة(أكثر من 70 مليون سنة) انخفضت من 12% (قبل بداية العصر الحديث) إلى 0.03%، أي 400 مرة. خلال 10 ملايين سنة، ستنخفض كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بمقدار 1000 مرة، وستكون النسبة المئوية للتركيب 0.000003%. مثل هذا التخفيض في محتوى ثاني أكسيد الكربون له تأثير ضار على جميع النباتات، وهو ما تؤكده تجارب وضع النباتات تحت جرس زجاجي وفي نفس الوقت تقليل محتوى ثاني أكسيد الكربون هناك. "تأكل" النباتات كل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي. مصدر الغازلقد جف طعام النباتات تقريبًا. ردا على ذلك، ستضطر النباتات أولا (بعد 100 ألف عام) إلى تقليل الكتلة الحيوية الخاصة بها مئات المرات، وفي النهاية، ستموت جميع النباتات من نقص ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

سيتم تحويل ثاني أكسيد الكربون بالكامل بواسطة النباتات إلى أكسجين في حوالي 30 مليون سنة. يعتقد العلماء أنه بسبب الدورة الطبيعية للمواد، لن يختفي ثاني أكسيد الكربون من التركيبة الغلاف الجوي للأرضما يقرب من 30 مليون سنة. لذلك، يمكن القول أنه بعد 30 مليون سنة، بسبب نقص ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، سيحدث الانقراض الكامل لعالم النبات. من الواضح أنه بالتزامن مع اختفاء النباتات سيحدث موت الحيوانات العاشبة. بعد ذلك، سوف تموت الحيوانات المفترسة ويختفي عالم الحيوان تمامًا. ستفقد الأرض جميع أنواع الحياة لسببين جيوكونيين: اختفاء ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي والتبريد الشديد على سطح الكوكب.

2 . الأكسجين O2. الآن يمكننا صياغة أحد القوانين الرئيسية التطور البيولوجي: النوع الأول من المواد الحية في الكون هي النباتات، التي تحول المواد غير العضوية (ثاني أكسيد الكربون) إلى مواد عضوية (الخشب، الأوراق، الفواكه، الزهور). النوع الثاني من المادة الحية في الكون هو عالم الحيوانوالتي تظهر على كوكب الأرض بعد تشبع المحيطات والغلاف الجوي بالأكسجين (O2) أثناء حياة النباتات، وتكون النباتات والحيوانات الأخرى بمثابة غذاء للحيوانات.

أ) المصدر الرئيسي للأكسجين على الأرض هو النباتات.

بعد 3.5 مليار سنة، عندما ظهرت النباتات الأولى (الطحالب) في المحيط، حدثت عملية تشبع الغلاف الجوي ومياه المحيط بالأكسجين على الأرض. وفي مقابل امتصاص ثاني أكسيد الكربون، تطلق النباتات الأكسجين في الغلاف الجوي. ظهر الأكسجين في الغلاف الجوي منذ 3 مليارات سنة بنسبة 0.1 - 1٪. إنه نشط للغاية مواد كيميائية. ولذلك كان في الماضي ينفق حوالي 10-20 كيلو جرام من أكسجين الغلاف الجوي على أكسدة الغازات الجوية والمواد الذائبة في المحيطات والبحار، وكذلك على أكسدة المواد الصخرية الموجودة على اليابسة وفي قاع البحار. المحيطات. يستهلك عالم النباتات الحديث بأكمله على الكوكب 1014 كجم من ثاني أكسيد الكربون سنويًا ويطلق 3·1013 كجم من الأكسجين، وهو أقل بمقدار 3.3 مرة من كتلة ثاني أكسيد الكربون الممتص بشكل لا رجعة فيه.

لذلك، يمكننا أن نستنتج أن كمية الأكسجين في الغلاف الجوي في الوقت الحالي تتزايد، وكمية ثاني أكسيد الكربون آخذة في التناقص. إذا لم تتباطأ هذه العملية، فبعد 1500 عام، سيكون هناك 26٪ أكسجين في الغلاف الجوي، خلال 3000 عام - 42٪ (مرتين أكثر من الآن). لكن مثل هذه الزيادة الكبيرة في نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي لن تحدث، لأنه لا يوجد ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون على الكوكب لهذا الغرض. يوجد على سطح الأرض (في الغلاف الجوي والمحيطات - الموقع) ما يقرب من 10 17 كجم من ثاني أكسيد الكربون، حيث يمكن للنباتات الحصول على 3 10 16 كجم من الأكسجين (3٪ مما يوجد في الغلاف الجوي). لذلك، الحد الأقصى للمبلغوقد ترتفع نسبة الأكسجين في الجو إلى 24% (21% + 3%). بالمعدل الحالي لإطلاق الأكسجين من النباتات، سيحتوي الغلاف الجوي على 24% منه خلال عدة ملايين من السنين.

ب) "الخزانات ومرافق التخزين" الرئيسية للأكسجين على الأرض هي الغلاف الجوي والمحيطات.

الآن تبلغ نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي 21%، أي 1018 كجم بالوزن. وتذوب حوالي 3 أضعاف كتلتها في مياه المحيطات والبحار والبحيرات والأنهار. تتنفس الأسماك بالضبط هذا الأكسجين المذاب في الماء.

ج) المستهلكون الرئيسيون للأكسجين على الأرض هم عباءة الأرض والصناعة والحيوانات.

1) استهلاك الأكسجين للأكسدة العالمية. يتغلغل الماء المذاب فيه بالأكسجين عميقًا في أحشاء الأرض، حيث يتفاعل الأكسجين مع المواد غير المؤكسدة في القشرة والوشاح. الماء الساخن في أحشاء الأرض على شكل بخار يرتفع إلى سطح الكوكب ليبرد ويتشبع بجزء جديد من الأكسجين، ثم يغوص مرة أخرى في الأحشاء. صنع دوائر لا تعد ولا تحصى المياه الجوفيةيحمل سنويًا حوالي 10 11 كجم من الأكسجين إلى أحشاء الأرض. إن عملية أكسدة المواد الموجودة في أحشاء الكوكب بالأكسجين المذاب في الماء تتم بشكل جيد مصدر قوياستهلاكها العالمي. تبلغ متطلبات الأكسجين السنوية لهذه العملية الجيوكيميائية 1011 كجم.

تبلغ الكتلة الكاملة للأكسجين الحر في الغلاف الجوي والمحيطات حوالي 3·10 18 كجم. وهذا يعني أن أكسجين الغلاف الجوي والمحيطات سينفق على أكسدة صخور التبريد من الوشاح ومادة باطن الأرض بعد 30 مليون سنة من موت جميع النباتات على الأرض (أي 60 مليون سنة من اليوم). بعد فقدان الأكسجين، سيتكون الغلاف الجوي حصريًا من النيتروجين. لذلك، بعد 60 مليون سنة، سيشهد الغلاف الجوي للأرض مرحلة النيتروجين من التطور التطوري.

2) استهلاك الأكسجين لاحتراق الوقود. في كل عام، تنفق الحضارة 5·10 12 كجم من الأكسجين الجوي في حرق الوقود العضوي وفي الحرائق (الغابات وآبار النفط وما إلى ذلك). المنتجات النهائية للاحتراق هي ثاني أكسيد الكربون والماء.

الوقود العضوي + 3O2 = CO2 + 4H2O.

تقوم النباتات على الفور تقريبًا بتحويل ثاني أكسيد الكربون (من حرق الوقود والحرائق) مرة أخرى إلى أكسجين. يتم فقدان الأكسجين فقط بشكل لا رجعة فيه أثناء تخليق الماء أثناء الاحتراق. المواد العضوية، وهو 2·10 12 كجم في السنة.

3) يتم استهلاك الأكسجين الجوي أثناء تنفس الحيوانات والبشر بمبلغ حوالي 10 9 كجم سنويًا. يتم إخراج ثاني أكسيد الكربون من رئتي الحيوانات والبشر، والذي يتحول بسرعة بواسطة النباتات مرة أخرى إلى أكسجين.

4) استنتاج حول معدل امتصاص الأكسجين العالمي. إذا قمنا بجمع كتلة الأكسجين الممتص من الغلاف الجوي وكتلة الأكسجين المذاب في المحيطات، فسنحصل على قيمة تبلغ حوالي 6·10 12 كجم سنويًا. من الضروري أن نأخذ في الاعتبار أن كتلة الأكسجين التي لا رجعة فيها (بشكل لا رجعة فيه) يتم امتصاصها بمقدار 3·10 12 كجم سنويًا، وتشكل بقية كتلتها ثاني أكسيد الكربون وتدخل الدورة.

3 . يتكون النيتروجين N2، والذي يوجد 78% منه (أو حوالي 4 10 18 كجم) في الغلاف الجوي حاليًا، لسببين. يتم إطلاق النيتروجين في الغلاف الجوي على مدى 5 مليارات سنة بسبب العمليات البركانية. تحتوي الغازات البركانية على 0.1 إلى 2٪ نيتروجين. غاز النيتروجين منخفض النشاط الكيميائي، لذلك يتراكم باستمرار في الغلاف الجوي للأرض. يوجد نيتروجين مذاب في مياه المحيطات والبحار 5 مرات أكثر مما هو موجود في الغلاف الجوي - 20·10 18 كجم. في المجمل، يحتوي سطح الأرض على 24·10 18 كجم من النيتروجين الحر. بالإضافة إلى الأصل البركاني، هناك آليات أخرى لإطلاق النيتروجين في الغلاف الجوي. دخل النيتروجين إلى الغلاف الجوي أثناء أكسدة الأمونيا. يدافع الأكاديمي أ. فينوغرادوف على وجه التحديد عن هذه الفرضية المتعلقة بظهور النيتروجين في الغلاف الجوي للأرض. وفقا للتقديرات التقريبية، منذ 5 إلى 2 مليار سنة مضت، كان الغلاف الجوي للأرض يحتوي على 5 إلى 20٪ من الأمونيا. بدءا من اللحظة التي بدأت فيها النباتات في إطلاق الأكسجين في الغلاف الجوي، نشأت عملية عالمية لأكسدة الأمونيا مع تكوين النيتروجين.

2NH4 + 2O2 = N2 + 4H2O.

النيتروجين، على عكس ثاني أكسيد الكربون والأكسجين، لا يشارك في العمليات الكيميائية الحيوية العالمية. يتم امتصاصه بكميات صغيرة سنويًا بواسطة بعض أنواع البكتيريا الآزوتية الموجودة في التربة والقاع الموحل للمسطحات المائية. يتم تحويل النيتروجين الموجود داخل الخلايا البكتيرية إلى الأمونيا ومركبات السيانيد وأكسيد النيتروز وأكسيد النيتروز. حسب علماء الأحياء أن الغلاف الجوي يفقد سنويًا بشكل لا رجعة فيه ما بين 10 إلى 11 كجم من النيتروجين من خلال العمليات الميكروبيولوجية. عندها ستمتص البكتيريا كل النيتروجين الحر الموجود على الأرض خلال 240 مليون سنة.