อะไรผลิตออกซิเจนได้มากที่สุด? ระยะออกซิเจน-ไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศ

มีความเห็นว่า " ปอดของดาวเคราะห์“เป็นป่าไม้ เพราะเชื่อกันว่าพวกมันเป็นผู้จ่ายออกซิเจนหลักสู่ชั้นบรรยากาศ แต่ในความเป็นจริงกลับไม่เป็นเช่นนั้น ผู้ผลิตออกซิเจนหลักอาศัยอยู่ในมหาสมุทร ทารกเหล่านี้ไม่สามารถมองเห็นได้โดยไม่ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ แต่สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกขึ้นอยู่กับกิจกรรมที่สำคัญของพวกมัน

ไม่มีใครแย้งว่าแน่นอนว่าป่าไม้จำเป็นต้องได้รับการอนุรักษ์และปกป้อง อย่างไรก็ตามไม่ใช่เลยเนื่องจากเป็น "ปอด" ที่มีชื่อเสียงเหล่านี้ เพราะในความเป็นจริงแล้ว การมีส่วนร่วมของพวกเขาในการเพิ่มคุณค่าให้กับบรรยากาศของเราด้วยออกซิเจนนั้นแทบจะเป็นศูนย์เลย

คงไม่มีใครปฏิเสธความจริงที่ว่า บรรยากาศออกซิเจนโลกถูกสร้างขึ้นและยังคงได้รับการสนับสนุนจากพืช สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะพวกเขาเรียนรู้ที่จะสร้างสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์โดยใช้พลังงาน แสงแดด(เท่าที่เราจำได้จาก. หลักสูตรของโรงเรียนชีววิทยา กระบวนการที่คล้ายกันนี้เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง) จากกระบวนการนี้ ใบพืชจะปล่อยออกซิเจนอิสระเป็นผลพลอยได้จากการผลิต ก๊าซที่เราต้องการนี้จะลอยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศและกระจายไปทั่วบรรยากาศ

จากข้อมูลของสถาบันต่างๆ พบว่ามีการปล่อยออกซิเจนประมาณ 145 พันล้านตันสู่ชั้นบรรยากาศบนโลกของเราทุกปี ในเวลาเดียวกัน ที่สุดไม่น่าแปลกใจเลยที่มันไม่ได้ถูกใช้ไปกับการหายใจของผู้อาศัยในโลกของเรา แต่ใช้กับการสลายตัวของสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วหรือพูดง่ายๆ ก็คือใช้กับความเสื่อมโทรม (ประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์ของสิ่งที่สิ่งมีชีวิตใช้) อย่างที่คุณเห็น ออกซิเจนไม่เพียงแต่ทำให้เราหายใจเข้าลึกๆ เท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นเตาชนิดหนึ่งสำหรับเผาขยะอีกด้วย

อ่านเพิ่มเติม: เครื่องปรับอากาศฤดูหนาว-ฤดูร้อนบนโลกพังอย่างที่เราทราบกันดีว่าต้นไม้ใดๆ ก็ไม่คงอยู่ตลอดไป ดังนั้นเมื่อถึงเวลามันก็ตายไป เมื่อลำต้นของยักษ์ป่าตกลงสู่พื้น ร่างกายของมันถูกย่อยสลายโดยเชื้อราและแบคทีเรียนับพันชนิดในระยะเวลาอันยาวนาน พวกมันทั้งหมดใช้ออกซิเจนซึ่งผลิตโดยพืชที่ยังมีชีวิตรอด จากการคำนวณของนักวิจัย การ "ทำความสะอาด" ดังกล่าวต้องใช้ออกซิเจน "ป่า" ประมาณแปดสิบเปอร์เซ็นต์

แต่ออกซิเจนอีก 20 เปอร์เซ็นต์ที่เหลือไม่ได้เข้าสู่ "กองทุนบรรยากาศทั่วไป" เลยและชาวป่ายังใช้ "บนพื้นดิน" เพื่อจุดประสงค์ของตนเองด้วย ท้ายที่สุดแล้ว สัตว์ พืช เห็ดรา และจุลินทรีย์ก็ต้องหายใจเช่นกัน (หากไม่มีออกซิเจน ดังที่เราจำได้ สิ่งมีชีวิตจำนวนมากจะไม่สามารถรับพลังงานจากอาหารได้) เนื่องจากป่าทั้งหมดมักเป็นพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นมาก สารตกค้างนี้จึงเพียงพอต่อความต้องการออกซิเจนของผู้อยู่อาศัยเท่านั้น ไม่เหลือเพื่อนบ้านเลย (เช่น ชาวเมืองที่มีพืชพรรณพื้นเมืองน้อย)

แล้วใครคือผู้จัดหาก๊าซหลักที่จำเป็นสำหรับการหายใจบนโลกของเรา? บนบก พวกนี้มัน... บึงพรุ ผิดปกติพอ ทุกคนรู้ดีว่าเมื่อพืชตายในหนองน้ำ สิ่งมีชีวิตของพวกมันจะไม่สลายตัว เนื่องจากแบคทีเรียและเชื้อราที่ทำงานนี้ไม่สามารถอาศัยอยู่ในน้ำในหนองน้ำได้ - มีสารฆ่าเชื้อตามธรรมชาติหลายชนิดที่มอสหลั่งออกมา

อย่างไรก็ตามการมีส่วนร่วมของหนองน้ำรวม” มูลนิธิการกุศล"ออกซิเจน" มีขนาดไม่ใหญ่มากเนื่องจากมีไม่มากนักบนโลก สาหร่ายในมหาสมุทรขนาดเล็กซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกว่าแพลงก์ตอนพืชมีส่วนเกี่ยวข้องกับ "การกุศลด้วยออกซิเจน" มากกว่ามาก แทบจะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า อย่างไรก็ตาม จำนวนทั้งหมดมีมากมายมหาศาลจนกลายเป็นหลักล้านดังนั้นส่วนที่ตายของพืชโดยไม่เน่าเปื่อยจะจมลงสู่ก้นบ่อทำให้เกิดการสะสมของพีท และหากไม่มีการสลายตัวออกซิเจนก็ไม่สูญเปล่า จึงได้พระราชทานหนองน้ำให้ กองทุนทั่วไปออกซิเจนที่ผลิตได้ประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ (อีกครึ่งหนึ่งถูกใช้โดยผู้อยู่อาศัยในสถานที่ที่ไม่เอื้ออำนวย แต่มีประโยชน์มาก)

แพลงก์ตอนพืชทั่วโลกผลิตออกซิเจนได้มากกว่าที่จำเป็นในการหายใจถึง 10 เท่า เพียงพอที่จะให้ก๊าซที่เป็นประโยชน์แก่ชาวน้ำอื่น ๆ และเข้าสู่ชั้นบรรยากาศได้ค่อนข้างมาก สำหรับการใช้ออกซิเจนในการย่อยสลายศพในมหาสมุทรนั้นมีค่าต่ำมาก - ประมาณร้อยละ 20 ของการผลิตทั้งหมด

สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการที่สิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วจะถูกกินโดยสัตว์กินของเน่าทันที ซึ่งมีสิ่งมีชีวิตจำนวนมากอาศัยอยู่ในน้ำทะเล ในทางกลับกันพวกมันจะถูกกินโดยคนเก็บขยะคนอื่นหลังความตายและอื่น ๆ นั่นคือศพแทบไม่เคยนอนอยู่ในน้ำเลย สิ่งเดียวกันนี้ยังคงไม่มีใครสามารถจินตนาการได้อีกต่อไป ดอกเบี้ยพิเศษตกลงไปที่ด้านล่างซึ่งมีคนอาศัยอยู่น้อยและไม่มีใครย่อยสลายได้ (นี่คือวิธีที่ตะกอนที่รู้จักกันดีเกิดขึ้น) นั่นคือใน ในกรณีนี้ไม่ได้ใช้ออกซิเจน

ดังนั้น มหาสมุทรจึงมีออกซิเจนประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ที่แพลงก์ตอนพืชผลิตขึ้นมาในชั้นบรรยากาศ มันเป็นปริมาณสำรองนี้ที่ใช้ในพื้นที่ที่มีการผลิตออกซิเจนน้อยมาก อย่างหลังนี้ นอกเหนือจากเมืองและหมู่บ้านแล้ว ยังรวมถึงทะเลทราย ทุ่งหญ้าสเตปป์ และทุ่งหญ้า รวมถึงภูเขาด้วย

น่าแปลกที่เผ่าพันธุ์มนุษย์มีชีวิตและเจริญรุ่งเรืองบนโลกอย่างแม่นยำเนื่องจากมี "โรงงานออกซิเจน" ด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ลอยอยู่บนพื้นผิวมหาสมุทร พวกเขาคือผู้ที่ควรถูกเรียกว่า "ปอดของโลก" และปกป้องทุกวิถีทางจาก มลพิษทางน้ำมันพิษจากโลหะหนัก เป็นต้น เพราะหากพวกเขาหยุดทำกิจกรรมกะทันหัน คุณและฉันก็แทบจะหายใจไม่ออก

ทุกสิ่งในโลกประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมี พวกเขาสนับสนุนชีวิตบนโลก หนึ่งใน บทบาทที่สำคัญออกซิเจนมีบทบาทในเรื่องนี้ มีหลายสิ่งที่เกี่ยวข้องกับเขา ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจและวัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติก็น่าทึ่งมาก ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติม? อ่านต่อ

สิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับออกซิเจน:

1. ไม่ใช่แค่พืชเท่านั้นที่ผลิตได้

หลายคนรู้จากโรงเรียนว่าออกซิเจนเกิดขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยแสงในพืช ใช่แล้ว มันคือการเปลี่ยนแปลงจริงๆ คาร์บอนไดออกไซด์พืชพรรณเป็นแหล่งออกซิเจนหลักบนโลก อย่างไรก็ตาม เขาไม่ใช่คนเดียว

ก๊าซบางส่วนก่อตัวขึ้นที่ชั้นบนของบรรยากาศภายใต้อิทธิพล แสงอาทิตย์- เมื่อถูกความร้อน โมเลกุลของน้ำจะแตกตัวออกเป็นส่วนต่างๆ เกิดเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน

นอกจากนี้ ประมาณครึ่งหนึ่งของออกซิเจนอิสระทั้งหมดบนโลกนี้ผลิตโดยแพลงก์ตอนพืช คาร์บอนไดออกไซด์ที่พวกมันบริโภคจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการหายใจของสัตว์และผู้คนตลอดจนระหว่างการเกิดออกซิเดชันซึ่งก็คือการเผาไหม้

พูดง่ายๆ ก็คือ วัฏจักรของออกซิเจนในชีวมณฑลสามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้:

ภายใต้อิทธิพลของความร้อนของดวงอาทิตย์ น้ำจากมหาสมุทรของโลกจึงระเหยไป ส่วนของเธอกำลังเข้ามา ชั้นบนสุดบรรยากาศสลายตัวเป็น H2 และ O2
ในทางกลับกัน ออกซิเจนจะถูกประมวลผลโดยสิ่งมีชีวิตซึ่งปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา อีกด้วย คาร์บอนมอนอกไซด์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการเผาไหม้ของสสาร
ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกแปลงกลับเป็นออกซิเจน

บันทึก:ออกซิเจนยังถูกปล่อยออกมาจากหินปูนโดยการผุกร่อนของหิน

2. นักเล่นแร่แปรธาตุใช้ออกซิเจน

องค์ประกอบนี้เป็นที่รู้จักในศตวรรษที่ 8 การกล่าวถึงครั้งแรกพบได้ในต้นฉบับของนักเล่นแร่แปรธาตุชาวจีนเหมาฮัว แน่นอนว่าออกซิเจนมีชื่อที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงและไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติของมัน

ศิลปิน วิศวกร นักชีววิทยา และนักเคมีในตำนาน เลโอนาร์โด ดาวินชี ศึกษาออกซิเจน แต่ไม่รู้ด้วยซ้ำว่าออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่แยกจากกัน

อย่างไรก็ตาม การค้นพบออกซิเจนอย่างเป็นทางการเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2317 สถานะของผู้ค้นพบตกเป็นของโจเซฟ พรีสต์ลีย์ ซึ่งสามารถแยกออกซิเจนออกจากปรอทออกไซด์ได้ เป็นเวลานานที่นักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจว่าทำไมเมื่อวัสดุถูกทำให้ร้อนเทียนซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดแสงจึงเผาไหม้ได้สว่างกว่ามาก ต่อจากนั้น พรีสต์ลีย์เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "อากาศที่สอง" แต่ก็อย่างที่มักจะเกิดขึ้นค่ะ โลกวิทยาศาสตร์มีเรื่องอื้อฉาวที่นี่

ต่อมาเป็นที่ทราบกันดีว่า Carl Scheele นักธรรมชาติวิทยาชาวสวีเดนสามารถแยกออกซิเจนออกจากไนตริกออกไซด์ได้ในปี พ.ศ. 2314 เขาเขียนข้อมูลเกี่ยวกับการทดลองลงในหนังสือของเขา ซึ่งน่าเสียดายที่ตีพิมพ์เพียงหกปีต่อมา

3. จำเป็นต้องมีออกซิเจนทุกที่

การใช้ออกซิเจนไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการหายใจแบบธรรมดาเท่านั้น มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารออกซิไดซ์ในโลหะวิทยา หากไม่มีมัน ก็จะไม่สามารถผลิตเหล็กคุณภาพสูงได้ ก๊าซยังใช้ในคบเพลิงอะเซทิลีนและไฮโดรเจนสำหรับการตัดและเชื่อมโลหะ

ออกซิเจนช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน เครื่องยนต์ การเผาไหม้ภายในคงไม่มีวันเกิดขึ้นเนื่องจากการมีออกซิเจนเป็นเงื่อนไขหลักในการระเบิดของส่วนผสมเชื้อเพลิง

นักบินอวกาศ นักบินทหาร และนักดำน้ำใช้ถังบรรจุออกซิเจนผสมกับฮีเลียมหรือก๊าซอื่นๆ ในการหายใจ ก๊าซเฉื่อย- ดังนั้นออกซิเจนจึงมีส่วนช่วยในการสำรวจมหาสมุทรและอวกาศ

4. ออกซิเจนเป็นแหล่งความงามและสุขภาพ

ออกซิเจนมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์และในการผลิตเครื่องสำอาง ด้วยความช่วยเหลือพวกเขาช่วยให้พ้นจากภาวะหายใจไม่ออก ภาวะขาดออกซิเจน โรคหอบหืด และผู้ที่เป็นโรคระบบหัวใจและหลอดเลือด

ค็อกเทลไม่มีแอลกอฮอล์ด้วย เนื้อหาสูงออกซิเจนมีประโยชน์สำหรับสตรีมีครรภ์ เครื่องดื่มออกซิเจนส่งเสริม การพัฒนาตามปกติทารกในครรภ์ นอกจากนี้องค์ประกอบดังกล่าวยังได้รับการปรับปรุงอีกด้วย สภาวะทางจิตอารมณ์บุคคลและให้กำลัง

มีการเติมออกซิเจนลงในครีมและมาส์กเครื่องสำอาง ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ปรับปรุงสภาพผิว ฟื้นฟู และให้ความยืดหยุ่น

5. ออกซิเจนสามล้านล้านตันต่อปี

ซึ่งเป็นปริมาณโดยประมาณของออกซิเจนที่ผลิตได้จากพืชสีเขียวทั้งหมดบนโลก โรงงานธรรมชาติที่ใหญ่ที่สุดของก๊าซนี้คือป่าอเมซอนและไทกาไซบีเรีย สถานที่เหล่านี้เรียกว่า "ปอดของโลก"

บันทึก:หนึ่ง ต้นไม้ใหญ่ผลิตออกซิเจนได้เพียงพอสำหรับจ่ายคนสองคน - ประมาณ 125 กิโลกรัมของก๊าซต่อปี

6. ความเข้มข้นของออกซิเจนลดลง

แม้ว่าปริมาณการผลิตจะดูน่าประทับใจ แต่ปริมาณออกซิเจนในชั้นบรรยากาศกลับยังคงอยู่ สถานการณ์กรณีที่ดีที่สุด 21%. ใน เมืองใหญ่ค่านี้ลดลงเหลือ 18% อย่างไรก็ตาม เมื่อไม่กี่ล้านปีก่อน ตัวเลขนี้สูงเป็นสองเท่า

สาเหตุของความเข้มข้นของออกซิเจนลดลงคือจำนวนการขนส่งทางถนนเพิ่มขึ้น การปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรมและการตัดไม้ทำลายป่าอย่างควบคุมไม่ได้

7. จะเกิดอะไรขึ้นถ้าออกซิเจนหายไปหนึ่งวินาที?

หากสิ่งนี้เกิดขึ้น โลกที่เรารู้จักก็จะสิ้นสุดลง ไม่ ต้นไม้จะไม่เหี่ยวเฉา และสัตว์จะไม่หายใจไม่ออก ทุกอย่างจะแย่ลงมาก ออกซิเจนเป็นส่วนหนึ่งของเกือบทุกอย่างและทุกคน

อาคารคอนกรีตจะพังทลายลงทันที ทะเลและมหาสมุทรจะระเหย สิ่งมีชีวิตจะแห้งเหือดและกลายเป็นฝุ่น หากต้องการเพิ่มภาพวันสิ้นโลก ลองจินตนาการว่าเปลือกโลกเปิดออก และท้องฟ้ากลายเป็นสีดำเหมือนกลางคืน

การเพิ่มปริมาณออกซิเจน 10 เท่าก็ไม่ได้เป็นลางดีเช่นกัน แม้ว่าผลที่ตามมาจะไม่รุนแรงนักก็ตาม สถานการณ์นี้เต็มไปด้วย การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่เนื่องจากการหายใจเร็วเกินไป อย่างไรก็ตาม ชีวิตส่วนใหญ่จะไม่หายไป แต่จะเกิดใหม่ในรูปแบบที่แตกต่างออกไป

8. มีออกซิเจนในโลกมากกว่าในอากาศ

ไม่กี่คนที่รู้ แต่แหล่งออกซิเจนหลักไม่ได้กระจุกตัวอยู่ในบรรยากาศ โลกนี้มีออกซิเจนอิสระเพียง 0.36% ในขณะที่ก๊าซประมาณ 99.5% รวมอยู่ในนั้น หินซิลิเกต แมนเทิล และเปลือกโลก

9. ยุคของยักษ์เกิดขึ้นได้ด้วยออกซิเจน

ก่อนการครองราชย์ของไดโนเสาร์เมื่อ 300 ล้านปีก่อน ความเข้มข้นของออกซิเจนสูงกว่าหลายสิบเท่า นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสาเหตุส่วนใหญ่มาจากสิ่งนี้บนโลก เป็นเวลานานยักษ์ใหญ่ปกครอง

ในสมัยที่ห่างไกลนั้น สามารถพบตะขาบยาว 2.5 เมตรได้บนโลกนี้ ในบรรดากิ้งก่า กิ้งก่าที่ใหญ่ที่สุดคือเดรดน็อต ความยาวถึง 26–30 ม. และน้ำหนัก 60 ตัน

เมื่อไม่นานมานี้ต้องขอบคุณออกซิเจนที่ทำให้คนเกียจคร้านสูงหกเมตรเดินไปรอบ ๆ โลกได้ แล้วหมูป่าสูง 2 เมตรที่กินเนื้อเป็นส่วนใหญ่ล่ะ?! สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิด เช่น Indricotherium ซึ่งมีความสูงถึง 8 เมตร และหนัก 15 ตัน ก็ไม่ได้ด้อยไปกว่าไดโนเสาร์เลย

คนดึกดำบรรพ์สามารถล่าแมมมอธได้ ซึ่งมีขนาดใหญ่เกือบสองเท่าของช้างสมัยใหม่ ในระยะสุดท้าย ยุคน้ำแข็งหมี ซึ่งอยู่ห่างจากไหล่สามเมตร และกวางสูงสองเมตรอาศัยอยู่เคียงข้างกันกับโฮโมเซเปียนส์

10. มีก้อนในลำคอและตาแห้ง

ที่ ความเครียดที่รุนแรงการหายใจของบุคคลนั้นเร็วขึ้นโดยสัญชาตญาณ ปริมาณออกซิเจนที่หายใจเข้าในแต่ละครั้งมักจะเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้ช่องสายเสียงจึงขยายกว้างขึ้นทำให้เกิดความรู้สึกมีก้อนในลำคอ

หมายเหตุ: มักมีก้อนในลำคอเป็นอาการ โรคร้ายแรงดังนั้นหากความรู้สึกนี้ไม่หายไปเมื่อเวลาผ่านไปควรปรึกษาแพทย์

ผู้ที่ปีนขึ้นไปบนภูเขาสูงจะมีอาการตาแห้ง นี้ ความรู้สึกไม่พึงประสงค์เนื่องจากมีปริมาณออกซิเจนต่ำ ระดับความสูง- ความจริงก็คือกระจกตาไม่มีหลอดเลือดแต่ สารอาหารและออกซิเจนจะถูกส่งผ่านต่อมน้ำตาจากภายนอก

วัฏจักรของออกซิเจนเป็นกระบวนการที่น่าทึ่ง เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่าทุกสิ่งบนโลกของเราเชื่อมโยงถึงกันอย่างไร และการเชื่อมต่อนี้เปราะบางเพียงใด ดังนั้นเราในฐานะสิ่งมีชีวิตจึงต้องรับผิดชอบในการรักษาสมดุลในธรรมชาติ

มีความเห็นว่าป่าไม้เป็น "ปอดของโลก" เนื่องจากเชื่อกันว่าป่าไม้เป็นแหล่งออกซิเจนหลักสู่ชั้นบรรยากาศ อย่างไรก็ตามในความเป็นจริงไม่เป็นเช่นนั้น ผู้ผลิตออกซิเจนหลักอาศัยอยู่ในมหาสมุทร ทารกเหล่านี้ไม่สามารถมองเห็นได้โดยไม่ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ แต่สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกขึ้นอยู่กับการดำรงชีวิตของพวกมัน

ไม่มีใครจะปฏิเสธความจริงที่ว่าบรรยากาศออกซิเจนของโลกถูกสร้างขึ้นและยังคงได้รับการบำรุงรักษาโดยพืช สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะพวกเขาเรียนรู้ที่จะสร้างสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์โดยใช้พลังงานของแสงแดด (ดังที่เราจำได้จากหลักสูตรชีววิทยาของโรงเรียน กระบวนการที่คล้ายกันเรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง) จากกระบวนการนี้ ใบพืชจะปล่อยออกซิเจนอิสระเป็นผลพลอยได้จากการผลิต ก๊าซที่เราต้องการนี้จะลอยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศและกระจายไปทั่วบรรยากาศ

จากข้อมูลของสถาบันต่างๆ พบว่ามีการปล่อยออกซิเจนประมาณ 145 พันล้านตันสู่ชั้นบรรยากาศบนโลกของเราทุกปี ยิ่งไปกว่านั้น ไม่น่าแปลกใจเลยที่ส่วนใหญ่ใช้จ่ายไปกับการหายใจของผู้อาศัยในโลกของเรา แต่ไปกับการเน่าเปื่อยของสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้ว หรือพูดง่ายๆ ก็คือ ไปกับการเน่าเปื่อย (ประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์ของที่สิ่งมีชีวิตใช้) อย่างที่คุณเห็น ออกซิเจนไม่เพียงแต่ทำให้เราหายใจเข้าลึกๆ เท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นเตาชนิดหนึ่งสำหรับเผาขยะอีกด้วย

อย่างที่เราทราบกันดีว่าต้นไม้ใดๆ ก็ไม่คงอยู่ตลอดไป ดังนั้นเมื่อถึงเวลามันก็ตายไป เมื่อลำต้นของยักษ์ป่าตกลงสู่พื้น ร่างกายของมันถูกย่อยสลายโดยเชื้อราและแบคทีเรียนับพันชนิดในระยะเวลาอันยาวนาน พวกมันทั้งหมดใช้ออกซิเจนซึ่งผลิตโดยพืชที่ยังมีชีวิตรอด จากการคำนวณของนักวิจัย การ "ทำความสะอาด" ดังกล่าวต้องใช้ออกซิเจน "ป่า" ประมาณแปดสิบเปอร์เซ็นต์

ดังนั้นส่วนที่ตายของพืชโดยไม่เน่าเปื่อยจะจมลงสู่ก้นบ่อทำให้เกิดการสะสมของพีท และหากไม่มีการสลายตัวออกซิเจนก็ไม่สูญเปล่า ดังนั้นหนองน้ำจึงบริจาคออกซิเจนประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ที่ผลิตให้กับกองทุนทั่วไป (อีกครึ่งหนึ่งถูกใช้โดยผู้อยู่อาศัยในสถานที่ที่ไม่เอื้ออำนวย แต่มีประโยชน์มากเหล่านี้)

อย่างไรก็ตามการมีส่วนร่วมของหนองน้ำใน "กองทุนออกซิเจนเพื่อการกุศล" ทั่วไปนั้นมีไม่มากนักเนื่องจากบนโลกนี้มีไม่มากนัก สาหร่ายในมหาสมุทรด้วยกล้องจุลทรรศน์ซึ่งมีจำนวนทั้งสิ้นซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกว่าแพลงก์ตอนพืช มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างแข็งขันใน "การกุศลเกี่ยวกับออกซิเจน" สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีขนาดเล็กมากจนแทบจะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า อย่างไรก็ตาม จำนวนทั้งหมดมีมากจนทะลุหลักล้านล้าน

สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการที่สิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วจะถูกกินโดยสัตว์กินของเน่าทันที ซึ่งมีสิ่งมีชีวิตจำนวนมากอาศัยอยู่ในน้ำทะเล ในทางกลับกันพวกมันจะถูกกินโดยคนเก็บขยะคนอื่นหลังความตายและอื่น ๆ นั่นคือศพแทบไม่เคยนอนอยู่ในน้ำเลย ซากเดียวกันซึ่งไม่สนใจใครอีกต่อไปแล้วตกลงไปที่ด้านล่างซึ่งมีคนไม่กี่คนอาศัยอยู่และไม่มีใครย่อยสลายพวกมันได้ (นี่คือวิธีการก่อตัวของตะกอนที่รู้จักกันดี) นั่นคือใน ในกรณีนี้จะไม่ใช้ออกซิเจน

น่าแปลกที่เผ่าพันธุ์มนุษย์มีชีวิตและเจริญรุ่งเรืองบนโลกอย่างแม่นยำเนื่องจากมี "โรงงานออกซิเจน" ด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ลอยอยู่บนพื้นผิวมหาสมุทร พวกเขาคือผู้ที่ควรถูกเรียกว่า "ปอดของโลก" และปกป้องในทุกวิถีทางที่เป็นไปได้จากมลภาวะน้ำมัน พิษจากโลหะหนัก ฯลฯ เพราะหากพวกเขาหยุดทำกิจกรรมกะทันหัน คุณและฉันก็แทบจะไม่มีอะไรจะหายใจ

โลกมีออกซิเจน 49.4% ซึ่งเกิดขึ้นอย่างอิสระในอากาศหรือถูกกักไว้ (น้ำ สารประกอบ และแร่ธาตุ)

ลักษณะของออกซิเจน

บนโลกของเรา ก๊าซออกซิเจนมีอยู่ทั่วไปมากกว่าองค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ และนี่ก็ไม่น่าแปลกใจเพราะเป็นส่วนหนึ่งของ:

หิน,
น้ำ,
บรรยากาศ,
สิ่งมีชีวิต,
โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน

ออกซิเจนเป็นก๊าซแอคทีฟและสนับสนุนการเผาไหม้

คุณสมบัติทางกายภาพ

ออกซิเจนพบได้ในบรรยากาศในรูปของก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่นและละลายได้เล็กน้อยในน้ำและตัวทำละลายอื่นๆ ออกซิเจนมีความแข็งแรง พันธะโมเลกุลเนื่องจากไม่มีการใช้งานทางเคมี

หากออกซิเจนได้รับความร้อน ออกซิเจนจะเริ่มออกซิไดซ์และทำปฏิกิริยากับอโลหะและโลหะส่วนใหญ่ ตัวอย่างเช่น เหล็ก ก๊าซนี้จะค่อย ๆ ออกซิไดซ์และทำให้เกิดสนิม

เมื่ออุณหภูมิลดลง (-182.9°C) และความดันปกติ ออกซิเจนที่เป็นก๊าซจะผ่านเข้าสู่สถานะอื่น (ของเหลว) และกลายเป็นสีซีด สีฟ้า- หากอุณหภูมิลดลงอีก (ถึง -218.7°C) ก๊าซจะแข็งตัวและเปลี่ยนสถานะเป็นผลึกสีน้ำเงิน

ในสถานะของเหลวและของแข็ง ออกซิเจนจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินและมีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก

ถ่านเป็นตัวดูดซับออกซิเจนแบบแอคทีฟ

คุณสมบัติทางเคมี

ปฏิกิริยาเกือบทั้งหมดของออกซิเจนกับสารอื่น ๆ จะผลิตและปล่อยพลังงาน ซึ่งความแรงของพลังงานนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิปกติ ก๊าซนี้จะทำปฏิกิริยาช้าๆ กับไฮโดรเจน และที่อุณหภูมิสูงกว่า 550°C จะเกิดปฏิกิริยาระเบิด

ออกซิเจนเป็นก๊าซแอคทีฟที่ทำปฏิกิริยากับโลหะส่วนใหญ่ยกเว้นแพลตตินัมและทองคำ ความแข็งแรงและพลวัตของปฏิกิริยาระหว่างที่ออกไซด์เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับการมีสิ่งเจือปนในโลหะ สถานะของพื้นผิวและการบด โลหะบางชนิดเมื่อจับกับออกซิเจน ยกเว้น ออกไซด์พื้นฐานแบบฟอร์ม amphoteric และ กรดออกไซด์- ออกไซด์ของโลหะทองคำและแพลตตินัมเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัว

ออกซิเจนนอกเหนือจากโลหะยังมีปฏิกิริยากับเกือบทั้งหมดอีกด้วย องค์ประกอบทางเคมี(ยกเว้นฮาโลเจน)

ในสถานะโมเลกุล ออกซิเจนจะมีความกระตือรือร้นมากกว่า และคุณสมบัตินี้ใช้ในการฟอกสีวัสดุต่างๆ

บทบาทและความสำคัญของออกซิเจนในธรรมชาติ

พืชสีเขียวผลิตออกซิเจนได้มากที่สุดในโลก โดยส่วนใหญ่ผลิตได้มาก พืชน้ำ- หากมีการผลิตออกซิเจนในน้ำมากขึ้น ออกซิเจนส่วนเกินก็จะลอยไปในอากาศ และถ้าน้อยกว่านั้นในทางกลับกันปริมาณที่ขาดไปจะถูกเสริมจากอากาศ

มารีนและ น้ำจืดมีออกซิเจน 88.8% (โดยมวล) และในบรรยากาศมี 20.95% โดยปริมาตร ใน เปลือกโลกสารประกอบมากกว่า 1,500 ชนิดมีออกซิเจน

ในบรรดาก๊าซทั้งหมดที่ประกอบเป็นบรรยากาศ ออกซิเจนเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับธรรมชาติและมนุษย์ มีอยู่ในทุกเซลล์ของสิ่งมีชีวิตและจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดในการหายใจ การขาดออกซิเจนในอากาศส่งผลต่อชีวิตทันที หากไม่มีออกซิเจนก็เป็นไปไม่ได้ที่จะหายใจจึงมีชีวิตอยู่ได้ คนที่หายใจเป็นเวลา 1 นาที โดยเฉลี่ยจะกิน 0.5 dm3 ถ้าในอากาศมีน้อยกว่า 1/3 เขาจะหมดสติ ถึง 1/4 เขาจะตาย

ยีสต์และแบคทีเรียบางชนิดสามารถมีชีวิตอยู่ได้โดยปราศจากออกซิเจน แต่สัตว์เลือดอุ่นจะตายภายในไม่กี่นาทีหากขาดออกซิเจน

วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติ

วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติคือการแลกเปลี่ยนออกซิเจนระหว่างชั้นบรรยากาศกับมหาสมุทร ระหว่างสัตว์และพืชระหว่างการหายใจ และระหว่างการเผาไหม้ทางเคมี

บนโลกของเรา แหล่งออกซิเจนที่สำคัญคือพืชซึ่งผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงที่เป็นเอกลักษณ์ ในระหว่างนี้ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมา

ในบรรยากาศส่วนบน ออกซิเจนก็เกิดขึ้นจากการแบ่งตัวของน้ำภายใต้อิทธิพลของดวงอาทิตย์

วัฏจักรของออกซิเจนเกิดขึ้นได้อย่างไรในธรรมชาติ?

ในระหว่างการหายใจของสัตว์ คน และพืช เช่นเดียวกับการเผาไหม้เชื้อเพลิงใดๆ ออกซิเจนจะถูกใช้และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะเกิดขึ้น จากนั้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะหล่อเลี้ยงพืชซึ่งผลิตออกซิเจนอีกครั้งผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

ดังนั้นเนื้อหาในอากาศในชั้นบรรยากาศจึงยังคงอยู่และไม่สิ้นสุด

การใช้ออกซิเจน

ในด้านการแพทย์ ในระหว่างการผ่าตัดและโรคที่คุกคามถึงชีวิต ผู้ป่วยจะได้รับออกซิเจนบริสุทธิ์ในการหายใจเพื่อบรรเทาอาการและช่วยให้ฟื้นตัวได้เร็วขึ้น

หากไม่มีถังออกซิเจน นักปีนเขาก็ไม่สามารถปีนภูเขาได้ และนักดำน้ำก็ไม่สามารถดำน้ำลึกลงไปในทะเลและมหาสมุทรได้

ออกซิเจนมีการใช้กันอย่างแพร่หลายใน ประเภทต่างๆอุตสาหกรรมและการผลิต:

สำหรับตัดและเชื่อมโลหะต่างๆ
ที่จะได้รับมาก อุณหภูมิสูงในโรงงาน
เพื่อให้ได้สารประกอบเคมีหลากหลายชนิด เพื่อเร่งการหลอมโลหะ

ออกซิเจนยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอวกาศและการบิน

เป็นเวลาหนึ่งพันล้านปีที่ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่ (20–78%) และออกซิเจน (5–21%) บรรยากาศสมัยใหม่ของโลกในเปอร์เซ็นต์ปริมาตรประกอบด้วย: ไนโตรเจน - 78%, ออกซิเจน - 21, คาร์บอนไดออกไซด์ - 0.03, อาร์กอน - 0.93, ส่วนที่เหลืออีก 0.04% ถูกครอบครองโดยฮีเลียม, มีเทน, คริปทอน, ไนตรัสออกไซด์, ไฮโดรเจน, ซีนอน ค่อนข้าง เปอร์เซ็นต์สูงปริมาณอาร์กอนในบรรยากาศคือ 40 เนื่องจากโพแทสเซียมกัมมันตภาพรังสีจำนวนมากถูกแปลงเป็นโพแทสเซียมกัมมันตภาพรังสีในบาดาลของโลก - 40 สมัยใหม่ พารามิเตอร์ทางกายภาพบรรยากาศมีดังนี้ ความหนาของชั้นบรรยากาศสูงถึง 1,000 กิโลเมตร มวล 5·10 18 กก. ความดันที่พื้นผิวโลกคือ 1 บรรยากาศ

ตารางแสดง การเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการองค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศในอดีตและอนาคตในอีก 2 พันล้านปีข้างหน้า (เป็น %) มาดูสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้กัน องค์ประกอบทางเคมีชั้นบรรยากาศของโลก

1 . คาร์บอนไดออกไซด์ CO2 เกิดจากการปะทุของภูเขาไฟขนาดใหญ่- เลขที่ ฉันทามติเกี่ยวกับเปอร์เซ็นต์องค์ประกอบในบรรยากาศเมื่อ 4 - 5 พันล้านปีก่อน องค์ประกอบของก๊าซการปะทุของภูเขาไฟสมัยใหม่ประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ 40% โดยน้ำหนัก และไนโตรเจน N 2 - 2% แต่สันนิษฐานได้ว่าในอดีตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีความสามารถสะสมในชั้นบรรยากาศได้ถึง 90% เนื่องจาก CO 2 และ N 2 มีความเฉื่อยมากที่สุด สารประกอบเคมีบรรยากาศและแทบไม่ทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบอื่น ๆ ก๊าซภูเขาไฟที่เหลืออยู่ (HCl, CN, HF, SO 2, NH 3 และอื่นๆ) เป็นส่วนประกอบที่มีฤทธิ์รุนแรงมาก ดังนั้นจึง "ถูกทำลาย" อย่างรวดเร็วโดยการรวมกับโลหะหิน สารลาวาภูเขาไฟ และเกลือที่ละลายในน้ำ เพราะฉะนั้น, เปอร์เซ็นต์คาร์บอนไดออกไซด์และไนโตรเจนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และก๊าซอื่นๆ ก็ค่อยๆ ลดลง

เห็นได้ชัดว่าปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศของโลกอายุน้อยสามารถเพิ่มขึ้นเป็น 90% ได้อย่างไรและปริมาณไนโตรเจนในยุคของเราสูงถึง 78% ผู้ใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หลักคือพืช แหล่งที่มาของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ได้แก่ ภูเขาไฟ อุตสาหกรรม และการหายใจของสัตว์ อ่างเก็บน้ำหลักคือชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร

A) “แหล่งกักเก็บ” หลักสำหรับคาร์บอนไดออกไซด์บนโลก

1) ขณะนี้บรรยากาศมีคาร์บอนไดออกไซด์ 0.03% ซึ่งก็คือ 2·10 15 กิโลกรัม ในเวลาเดียวกันพืช 10 16 กิโลกรัมเติบโตบนโลก (ตาม A. Vinogradov) ซึ่งดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า 10 14 กิโลกรัมต่อปี จากนั้นจะมีคาร์บอนไดออกไซด์เพียงพอเพียง 20 ปี

2) “แหล่งกักเก็บ” ขนาดใหญ่ของคาร์บอนไดออกไซด์คือมหาสมุทรและทะเล เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ 5·10,16 กิโลกรัมถูกละลายในน้ำ จากนั้นเพียง 500 ปีเท่านั้น พฤกษาโลกสามารถใช้คาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในไฮโดรสเฟียร์ได้ คาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศยังคงละลายในปริมาณมากในน่านน้ำมหาสมุทรและทะเล เป็นที่น่าตกใจว่าเปอร์เซ็นต์ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศจะลดลงต่อไปในอนาคต ดังนั้นความเข้มข้นในมหาสมุทรก็จะลดลงเช่นกัน

B) แหล่งที่มาหลักของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บนโลก

1) การปะทุของภูเขาไฟในอดีตเป็นแหล่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่สำคัญที่สุดสำหรับชั้นบรรยากาศ และพืชเป็นเพียงแหล่งบริโภคก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพียงกลุ่มเดียว ปัจจุบันภูเขาไฟทุกลูกปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่ชั้นบรรยากาศ 10,9 กิโลกรัมต่อปี และอารยธรรมก็เผาผลาญเชื้อเพลิงอินทรีย์ และยังช่วยเติมเต็มบรรยากาศด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อีก 3 10 12 กิโลกรัมต่อปี (เช่น มากกว่าภูเขาไฟ 3,000 เท่า) กระบวนการภูเขาไฟบนโลกจะค่อยๆ หายไปเมื่ออายุมากขึ้น อีก 1 ล้านปี ภูเขาไฟบนโลกจะยุติลงอย่างสมบูรณ์

2) จะยังคงมีผลใช้บังคับต่อไปอีกประมาณ 150 ปี แหล่งข้อมูลเพิ่มเติมคาร์บอนไดออกไซด์ - อารยธรรมที่เข้ามา ปริมาณมากเผาสารอินทรีย์ฟอสซิล (ถ่านหิน น้ำมัน ฟืน หินน้ำมัน - เว็บไซต์) แต่แล้วแร่ธาตุเหล่านี้จะหมดไป แหล่งแร่ต่างๆ เช่น ถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติอารยธรรมจะหมดลงในอีก 150 ปี และอารยธรรมจะหยุดเติมเต็มบรรยากาศด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าแม้จะเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นเวลา 150 ปี แต่เปอร์เซ็นต์ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศก็จะลดลง ปริมาณ CO 2 จะยังคงเท่าเดิม (0.03%) เนื่องจากพืชจะถูกดูดซับและจะมีการชดเชยการเพิ่มขึ้นของมวลชีวภาพในพืชของโลก นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ พูดถึงการเพิ่มขึ้นของปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเป็น 0.04 - 0.05% ตามมาด้วยสภาพอากาศของโลกที่ร้อนขึ้นเล็กน้อยภายในปี 2150 ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งหลังจากปี 2150 อารยธรรมจะถูกทิ้งไว้โดยไม่มีเชื้อเพลิงฟอสซิลและกระบวนการลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศทั่วโลกจะดำเนินต่อไป

3) คาร์บอนไดออกไซด์ยังถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศจำนวน 10 10 กิโลกรัมต่อปี ในระหว่างการสลายตัวของสัตว์ที่ตายแล้วและพืชที่ตายแล้วในมหาสมุทร ทะเล และบนบก คาร์บอนไดออกไซด์ยังถูกปล่อยออกมาจากปอดของสัตว์และมนุษย์เมื่อหายใจ

ค) “อัตรา” การหายไปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศโลก

ให้เราใส่ใจกับความจริงที่ว่าแม้ตลอดหลายสิบล้านปีที่ผ่านมาทุกคน "ทำงาน" น้ำพุธรรมชาติคาร์บอนไดออกไซด์ (ภูเขาไฟ มหาสมุทร ความเสื่อมโทรม) แต่ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศลดลง และตัวอย่างเช่น เมื่อเวลาผ่านไป ยุคซีโนโซอิก(มากกว่า 70 ล้านปี) ลดลงจาก 12% (ก่อนเริ่มยุคซีโนโซอิก) เหลือ 0.03% นั่นคือ 400 เท่า ในอีก 10 ล้านปี ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศจะลดลง 1,000 เท่า องค์ประกอบเปอร์เซ็นต์จะเท่ากับ 0.000003% การลดลงของปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ดังกล่าวส่งผลเสียต่อพืชทุกชนิด ซึ่งได้รับการยืนยันจากการทดลองโดยวางพืชไว้ใต้ระฆังแก้วและลดปริมาณ CO 2 ลงที่นั่นไปพร้อมๆ กัน พืช “กิน” คาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดในชั้นบรรยากาศ แหล่งก๊าซอาหารสำหรับพืชเกือบจะแห้งไปแล้ว เพื่อตอบสนองต่อสิ่งนี้ พืชจะถูกบังคับให้ลดมวลชีวมวลของตนเองในครั้งแรก (หลังจาก 100,000 ปี) หลายร้อยครั้ง และในท้ายที่สุด พืชทั้งหมดจะตายจากการขาดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ

คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกเปลี่ยนโดยพืชให้เป็นออกซิเจนอย่างสมบูรณ์ภายในเวลาประมาณ 30 ล้านปี นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเนื่องจากวัฏจักรตามธรรมชาติของสาร คาร์บอนไดออกไซด์จะไม่หายไปจากองค์ประกอบ ชั้นบรรยากาศของโลกเกือบ 30 ล้านปี ดังนั้นจึงอาจเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าหลังจาก 30 ล้านปี เนื่องจากขาดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ โลกของพืชจึงสูญพันธุ์โดยสิ้นเชิง เป็นที่ชัดเจนว่าพร้อมกับการสูญพันธุ์ของพืช สัตว์กินพืชก็จะเกิดขึ้นพร้อมกับการสูญพันธุ์ หลังจากนี้ผู้ล่าจะตายและโลกของสัตว์ก็จะหายไปโดยสิ้นเชิง โลกจะสูญเสียสิ่งมีชีวิตทุกประเภทด้วยเหตุผลทางธรณีจักรวาลสองประการ: การหายไปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ และการเย็นลงอย่างรุนแรงบนพื้นผิวโลก

2 - ออกซิเจน O2 ตอนนี้เราสามารถกำหนดกฎหลักข้อใดข้อหนึ่งได้ วิวัฒนาการทางชีววิทยา: สิ่งมีชีวิตประเภทแรกในจักรวาลคือพืชซึ่งเปลี่ยนสารอนินทรีย์ (CO 2) ให้เป็นสารอินทรีย์ (ไม้ ใบไม้ ผลไม้ ดอกไม้) สิ่งมีชีวิตประเภทที่สองในจักรวาลคือ สัตว์ประจำถิ่นซึ่งปรากฏบนดาวเคราะห์ดวงนี้หลังจากที่มหาสมุทรและบรรยากาศอิ่มตัวด้วยออกซิเจน (O 2) ในช่วงชีวิตของพืช และพืชและสัตว์อื่น ๆ ทำหน้าที่เป็นอาหารของสัตว์

ก) แหล่งที่มาหลักของออกซิเจนบนโลกคือพืช

หลังจากผ่านไป 3.5 พันล้านปี เมื่อพืช (สาหร่าย) ตัวแรกปรากฏขึ้นในมหาสมุทร กระบวนการทำให้ออกซิเจนอิ่มตัวในชั้นบรรยากาศและน้ำทะเลเกิดขึ้นบนโลก พืชจะปล่อยออกซิเจนออกสู่ชั้นบรรยากาศเพื่อแลกกับการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจนปรากฏในบรรยากาศเมื่อ 3 พันล้านปีก่อนในปริมาณ 0.1 - 1% เขากระตือรือร้นมาก สารเคมี- ดังนั้นในอดีตออกซิเจนจากชั้นบรรยากาศประมาณ 10-20 กิโลกรัมจึงถูกใช้ไปกับการเกิดออกซิเดชันของก๊าซในชั้นบรรยากาศ สารที่ละลายในมหาสมุทรและทะเล ตลอดจนการออกซิเดชันของสารหินบนบกและใต้ท้องทะเล มหาสมุทร โลกของพืชสมัยใหม่ทั่วโลกใช้คาร์บอนไดออกไซด์ 10,14 กิโลกรัมต่อปี และปล่อยออกซิเจนออกมา 3·10,13 กิโลกรัม ซึ่งน้อยกว่ามวลคาร์บอนไดออกไซด์ที่ดูดซับอย่างถาวรถึง 3.3 เท่า

ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าในปัจจุบันปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศเพิ่มขึ้นและปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ก็ลดลง หากกระบวนการนี้ไม่ช้าลงใน 1,500 ปีจะมีออกซิเจน 26% ในบรรยากาศใน 3,000 ปี - 42% (มากกว่าตอนนี้ 2 เท่า) แต่เปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเช่นนี้จะไม่เกิดขึ้นเนื่องจากบนโลกนี้มีคาร์บอนไดออกไซด์ไม่เพียงพอสำหรับสิ่งนี้ บนพื้นผิวโลก (ในชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร - ไซต์) มีคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 10 17 กิโลกรัม ซึ่งพืชสามารถรับออกซิเจนได้ 3 10 16 กิโลกรัม (3% ของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ) เพราะฉะนั้น, ปริมาณสูงสุดออกซิเจนในบรรยากาศอาจเพิ่มขึ้นเป็น 24% (21% + 3%) ด้วยอัตราการปล่อยออกซิเจนของพืชในปัจจุบัน บรรยากาศจะมีปริมาณออกซิเจนถึง 24% ในเวลาหลายล้านปี

B) “อ่างเก็บน้ำและสถานที่กักเก็บ” หลัก ๆ ของออกซิเจนบนโลกคือชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร

ตอนนี้ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศอยู่ที่ 21% ซึ่งก็คือ 10,18 กิโลกรัมโดยน้ำหนัก ประมาณ 3 เท่าของมวลของมันละลายในมหาสมุทร ทะเล ทะเลสาบ และแม่น้ำ ปลาหายใจได้อย่างแม่นยำออกซิเจนที่ละลายในน้ำ

C) ผู้ใช้ออกซิเจนหลักบนโลกคือเนื้อโลก อุตสาหกรรม และสัตว์ต่างๆ

1) การใช้ออกซิเจนสำหรับการเกิดออกซิเดชันทั่วโลก น้ำที่มีออกซิเจนละลายอยู่จะแทรกซึมลึกเข้าไปในบาดาลของโลก โดยที่ออกซิเจนจะทำปฏิกิริยากับสารที่ยังไม่ได้ออกซิไดซ์ของเปลือกโลกและเนื้อโลก น้ำอุ่นในบาดาลของโลกในรูปของไอน้ำจะลอยขึ้นสู่พื้นผิวโลกเพื่อให้เย็นลงและอิ่มตัวด้วยออกซิเจนส่วนใหม่ จากนั้นจึงจมกลับเข้าไปในบาดาล สร้างวงกลมนับไม่ถ้วน น้ำใต้ดินต่อปีจะมีออกซิเจนประมาณ 10-11 กิโลกรัมเข้าสู่บาดาลของโลก กระบวนการออกซิเดชั่นของสารในลำไส้ของโลกโดยมีออกซิเจนละลายในน้ำค่อนข้างมาก แหล่งที่มาอันทรงพลังการบริโภคทั่วโลก ความต้องการออกซิเจนต่อปีสำหรับกระบวนการธรณีเคมีนี้คือ 10 11 กิโลกรัม

มวลของออกซิเจนอิสระทั้งหมดในชั้นบรรยากาศและมหาสมุทรมีค่าประมาณ 3·10 18 กิโลกรัม ซึ่งหมายความว่าออกซิเจนในชั้นบรรยากาศและมหาสมุทรจะถูกใช้ไปกับปฏิกิริยาออกซิเดชันของหินเย็นตัวของเนื้อโลกและสารในแกนกลางของโลก 30 ล้านปีหลังจากการตายของพืชทั้งหมดบนโลก (นั่นคือ 60 ล้านปีนับจากวันนี้) หลังจากสูญเสียออกซิเจน บรรยากาศจะประกอบด้วยไนโตรเจนเท่านั้น ดังนั้นในอีก 60 ล้านปี ชั้นบรรยากาศของโลกจะได้สัมผัสกับการพัฒนาเชิงวิวัฒนาการขั้นไนโตรเจน

2) ปริมาณการใช้ออกซิเจนในการเผาไหม้เชื้อเพลิง ทุกปีอารยธรรมจะใช้ออกซิเจนในบรรยากาศ 5·10 12 กิโลกรัมในการเผาเชื้อเพลิงอินทรีย์และไฟ (ป่า บ่อน้ำมัน ฯลฯ) ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการเผาไหม้คือคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ

เชื้อเพลิงอินทรีย์ + 3O 2 = CO 2 + 4H 2 O

พืชเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ (จากการเผาเชื้อเพลิงและไฟ) กลับเป็นออกซิเจนแทบจะในทันที มีเพียงออกซิเจนเท่านั้นที่สูญเสียไปอย่างไม่อาจแก้ไขได้ในระหว่างการสังเคราะห์น้ำระหว่างการเผาไหม้ สารอินทรีย์ซึ่งก็คือ 2·10 12 กิโลกรัมต่อปี

3) ออกซิเจนในบรรยากาศถูกใช้ไประหว่างการหายใจของสัตว์และคนในปริมาณประมาณ 10 9 กิโลกรัมต่อปี คาร์บอนไดออกไซด์ถูกหายใจออกจากปอดของสัตว์และมนุษย์ ซึ่งพืชจะเปลี่ยนกลับเป็นออกซิเจนอย่างรวดเร็ว

4) สรุปอัตราการดูดซึมออกซิเจนทั่วโลก หากเรารวมมวลของออกซิเจนที่ดูดซับจากบรรยากาศและมวลของออกซิเจนที่ละลายในมหาสมุทร เราจะได้ค่าประมาณ 6·10 12 กิโลกรัมต่อปี มีความจำเป็นต้องคำนึงว่ามวลออกซิเจนที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ (ไม่สามารถกู้คืนได้) จะถูกดูดซับในปริมาณ 3·10 12 กิโลกรัมต่อปี และมวลที่เหลือจะก่อตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และเข้าสู่วงจร

3 . ไนโตรเจน N2 ซึ่งขณะนี้ 78% (หรือประมาณ 4 10 18 กิโลกรัม) อยู่ในชั้นบรรยากาศ ถูกสร้างขึ้นด้วยเหตุผลสองประการ- ไนโตรเจนถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศเป็นเวลากว่า 5 พันล้านปีเนื่องจากกระบวนการภูเขาไฟ ก๊าซภูเขาไฟมีไนโตรเจนตั้งแต่ 0.1 ถึง 2% ก๊าซไนโตรเจนมีน้อย กิจกรรมทางเคมีจึงสะสมอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกอยู่ตลอดเวลา ไนโตรเจนละลายในมหาสมุทรและทะเลมากกว่าในบรรยากาศถึง 5 เท่า - 20·10 18 กก. โดยรวมแล้ว พื้นผิวโลกมีไนโตรเจนอิสระ 24·10 18 กิโลกรัม นอกจากต้นกำเนิดของภูเขาไฟแล้ว ยังมีกลไกอื่นๆ ในการปล่อยไนโตรเจนออกสู่ชั้นบรรยากาศอีกด้วย ไนโตรเจนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศระหว่างการเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนีย นักวิชาการ A. Vinogradov ปกป้องสมมติฐานนี้เกี่ยวกับการปรากฏตัวของไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศของโลกอย่างแม่นยำ ตามการประมาณการคร่าวๆ เมื่อ 5 ถึง 2 พันล้านปีก่อน ชั้นบรรยากาศของโลกมีแอมโมเนียอยู่ระหว่าง 5 ถึง 20% เริ่มตั้งแต่ช่วงเวลาที่พืชเริ่มปล่อยออกซิเจนสู่ชั้นบรรยากาศ กระบวนการทั่วโลกของการเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนียด้วยการก่อตัวของไนโตรเจนก็เกิดขึ้น

2NH 4 + 2O 2 = N 2 + 4H 2 O

ไนโตรเจนไม่เหมือนกับคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนตรงที่ไม่มีส่วนร่วมในกระบวนการทางชีวเคมีทั่วโลก มันถูกดูดซับในปริมาณเล็กน้อยต่อปีโดยอะโซโตแบคทีเรียบางชนิดในดินและก้นบ่อที่เป็นโคลน ไนโตรเจนภายในเซลล์แบคทีเรียจะถูกแปลงเป็นแอมโมเนีย สารประกอบไซยาไนด์ ไนตรัสออกไซด์ และไนตรัสออกไซด์ นักชีววิทยาคำนวณว่าในแต่ละปีบรรยากาศจะสูญเสียไนโตรเจน 10–11 กิโลกรัมอย่างถาวรผ่านกระบวนการทางจุลชีววิทยา จากนั้นไนโตรเจนอิสระทั้งหมดบนโลกจะถูกแบคทีเรียดูดซับภายใน 240 ล้านปี