Содержание в воздухе
Именно кислород, содержащийся в воздухе, помогает нам дышать — это знают все. Но азота в воздухе содержится в несколько раз больше, чем кислорода! При этом дыхание было бы возможным, если бы вместо азота в атмосфере присутствовал бы какой-нибудь другой газ, нейтральный и безопасный. А чистый кислород и вовсе является ядом, которым можно отравиться. Слишком большое количество кислорода может привести к отравлению и даже смерти.
В воздухе содержится примерно 78% азота и 21% кислорода, а также другие газы, такие как аргон, углекислый газ и некоторые другие. Дыхание возможно благодаря кислороду, который мы вдыхаем и который поступает в кровь, где связывается с гемоглобином и транспортируется по организму. Азот необходим для поддержания атмосферного давления и не дает о себ знать организму при правильном дыхании.
Чистый кислород, конечно же, может быть опасен для дыхательной и других систем организма, но его использование в медицине и промышленности контролируется и должно происходить под наблюдением специалистов. Вот такие факты про кислород.
Дыхание чистым кислородом смертельно опасно
Как происходит выделение кислорода
Процесс фотосинтеза заключается в следующем: На хлорофиллы попадает солнечный свет. Затем начинаются два процесса:1. Процесс фотосистема II. При столкновении фотона с 250-400 молекулами фотосистемы II энергия начинает скачкообразно возрастать, затем эта энергия передается молекуле хлорофилла. Начинаются две реакции. Хлорофилл теряет 2 , а в этот же момент расщепляется молекула воды. 2 электрона атомов замещают потерянные электроны у хлорофилла. Затем молекулярные переносчики перекидывают «быстрый» электрон друг другу. Частично энергия затрачивается на образование молекул аденозинтрифосфата (АТФ).2. Процесс фотосистема I. Молекула хлорофилла фотосистемы I поглощает энергию фотона и передает свой электрон другой молекуле. Потерянный электрон замещается электроном из фотосистемы II. Энергия из фотосистемы I и ионы водорода уходит на образование новой молекулы-переносчика.
В упрощенном и наглядном виде всю реакцию можно описать одной простой химической формулой:СО2 + Н2О + свет → углевод + О2
В раскрытом виде формула выглядит так:6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2
Существует и темновая фаза фотосинтеза. Ее также называют метаболической. В ходе темновой стадии происходит восстановление углекислого газа до глюкозы.
Как на Земле появился кислород?
Ученые считают, что по мере развития некоторые бактерии «научились» извлекать из воды водород. Известно, что вода — это соединение водорода и кислорода, поэтому побочным продуктом реакции извлечения водорода было образование кислорода, выделение его в воду, а за тем и в атмосферу.
Некоторые организмы с течением времени приспособились жить в атмосфере с новым газом. Организм нашел способ обуздывать разрушительную энергию кислорода и использовать ее для управляемого распада питательных веществ, в процессе которого выделяется энергия, используемая организмом для поддержания своей жизнедеятельности.
Материалы по теме:
Столкновения Земли с метеоритами
Такой способ применения кислорода называется дыханием, которым мы пользуемся ежедневно, и посей день. Дыхание — это способ отвести от себя кислородную угрозу: оно сделало возможным развитие на Земле более крупных организмов — многоклеточных, имеющих уже сложное строение. В конце концов, именно благодаря появлению дыхания эволюция породила человека.
Факты о кислороде[править]
- Кислород воздуха, от которого зависит жизнь человека, впервые появился в атмосфере Земли благодаря деятельности фотосинтезирующих бактерий.
- Большинство живых организмов зависит от кислорода. Обладая высокой химической активностью, он способен окислять («забирать» электроны) у многих химических веществ. Эти реакции происходят с выделением энергии необходимой для поддержания всех жизненных процессов организма. Процесс окисления органических веществ кислородом происходит в митохондриях живых клеток и называется клеточным дыханием.
- Лавуазье открыл, что вода — соединение водорода и кислорода. До этого вода считалась простым веществом.
- Озон, (молекулы которого содержат 3 атома кислорода) составляет 0,00006 % воздуха. Он образуется при диссоциации (распаде) двухатомных молекул кислорода под действием ультрафиолетовых лучей солнечного спектра.
- Ученые NASA нашли в экзосфере (верхнем слое атмосферы) спутника Сатурна Дионы кислород. Данное открытие, по словам исследователей, подтверждает теорию о том, что в атмосфере большинства спутников газовых гигантов Юпитера и Сатурна содержится кислород. Одновременно профессор Лондонского университета Эндрю Коатс заявил, что на Дионе не обнаружено признаков наличия воды, а следовательно, она непригодна для жизни. Однако, отметил ученый, на других спутниках удалось обнаружить наличие льда и воды, а это значит, что там могут быть обнаружены формы жизни.
Интересные факты о водороде
Порядка 74% массы Солнца приходится на водород, 24% на гелий , и около 1,5% на углерод . Примечательно, что чем ближе к центру звезды, тем тяжелее атомы.
Водород — это первый элемент периодической системы элементов. Когда говорят про водород, то подразумевают протий (1H).
Водород обладает самой высокой теплопроводностью среди газообразных веществ.
Жидкий водород существует в очень узком интервале температур от −252,76 до −259,2 °C. Это бесцветная и очень лёгкая жидкость.
Если температура опустится ниже −259,2 °C, то водород твердеет. По консистенции он напоминает снег.
Хорватское название водорода — Vodik, ввёл в употребление филолог Богослав Шулек.
Протий (Водород-1)
Поскольку ядро атома состоит лишь из одного протона, элементу дали соответствующее производное название протий .
Протий (1H) — это единственный стабильный элемент, не имеющий нейтронов в ядре.
Водород (протий) — это самый распространённый элемент во Вселенной.
Содержание протия оценивается примерно в 99,9885 ± 0,0070 % от общего числа атомов водорода в известной Вселенной.
Тритий (Водород-3)
Производство одного килограмма трития (3H) обходится примерно в $ 30 млн.
Тритий применяется в источниках подсветки для часов.
В настоящее время проходят эксперименты по созданию радиоизотопных генераторов электричества сверхмалой мощности на базе трития, например для питания RFID меток, а также автономных датчиков. Срок службы генератора составляет около 20 лет.
Перспективные источники водорода
Некоторые учёные и промышленники полагают, что астероиды станут основными центрами добычи целого спектра полезных материалов, среди которых железо, редкие и драгоценные металлы, водород, кислород.
А вот на Земле перспективным методом получения водорода является анаэробное сбраживание мусора. Именно отходы могут стать бытовые отходы. Технология улучшается с 2006 года.
Бактерии и водоросли, вырабатывающие водород
В биотехнологиях используют несколько видов бактерий (Rodobacter speriodes, Enterobacter cloacae) для получения водорода.
Водород может производить группа зелёных водорослей ( Chlamydomonas reinhardtii ). Они могут производить водород из морской воды, или канализационных стоков.
Кстати, если водорослям не хватает кислорода и серы, то процессы фотосинтеза у них резко ослабевают и начинается бурная выработка водорода. Этот факт был установлен учёными из Калифорнийского университета в Беркли.
Фотосинтез
Как известно, кислород вырабатывается зелеными растениями в процессе фотосинтеза. Фотосинтез происходит именно в зеленых частях растения, где больше всего пигмента хлорофилла. Для того чтобы произошел фотосинтез, необходимо наличие двух элементов: солнечной энергии и воды. Используя энергию солнца, растение поглощает из воздуха углекислый газ, и под действием энергии солнца этот газ вступает в реакцию с водой, которое растение поглощает корнями из земли. Продуктами фотосинтеза являются углеводы, которыми питаются сами растения, и так необходимый нам кислород. Установлено, что растения выделяют приблизительно 6 тонн кислорода на тонну вещества, израсходованного на дыхание.
Можно составить такую формулу фотосинтеза: вода + углекислый газ + солнечная энергия = углеводы + кислород.
Однако неправильно думать, что лишь наземные растения выделяют кислород. На самом деле, львиную долю кислорода (более 80 %) выделяют водоросли в морях и океанах. Эти сине-зеленые водоросли или фитопланктон поставляют кислород в атмосферу Земли сквозь толщу воды. Именно поэтому правильней называть океаны и моря «легкими нашей планеты».
Пожалуй, сейчас даже дети знают, что химическая формула воды — H 2 O. Однако это теория, а на деле в воде растворено огромное количество веществ как органического, так и неорганического происхождения. Чистая вода, как известно, не имеет вкуса и запаха, но кто угодно может убедиться в том, что в подавляющем большинстве случаев это не так. В питьевой воде, например, содержится некоторое количество минеральных солей, что придает ей солоноватый привкус. В той или иной степени в ней содержится все то, с чем она контактирует. Точный зависит от места ее забора, ведь в разных местах она контактирует с разными веществами. Кое-где химики найдут в жидкости тяжелые металлы, где-то — различные
Физика и химия
Оглавление
В газообразном виде кислород не имеет цвета и запаха. В жидком состоянии имеет голубой цвет. Кристаллы (они образовываются при низкой температуре и высоком давлении) имеют оранжевый, красный, черный и серый цвет.
Газ не горит, но способствует горению. В чистом кислороде горит все, например железо.
Кислород является часть молекулы воды. Атомов водорода в молекуле воды в два раза больше, чем атомов кислорода, однако атом кислорода в два раза тяжелее, чем атом водорода. Поэтому человеческий организм, который в основном состоит из воды, на 60 процентов состоит из кислорода.
Название кислород произошло от ошибочного мнения, что атомы этого элемента входят в состав всех кислот. Иностранное название «оксиген» переводится как «рождающий кислоту».
Если древесные опилки пропитать жидким кислородом, получится взрывчатка – оксиликвит.
В земной коре кислород занимает около 50 процентов от массы.
Жидкий кислород притягивается к магниту.
Побег от кислорода
Часть организмов сумела приспособиться и даже извлечь пользу из наличия в атмосфере кислорода. Однако большинство организмов не вынесло изменений условий жизни и вымерло. Некоторые виды живых существ спаслись тем, что спрятались от кислорода в глубокие щели и прочие укромные места. Многие и сегодня счастливо живут в корнях бобовых, улавливают из атмосферы газообразный азот и используют его для синтеза аминокислот (строительных блоков белка) растений.
Бактерия ботулизма
Бактерия ботулизма — другой беглец от кислорода. Она содержится в мясе, рыбе, растениях. Если в процессе их приготовления, палочка ботулизма не уничтожена высокой температурой при варке, то она может затем интенсивно размножиться в консервах, которые приготовлены из перечисленных продуктов.
Это происходит потому, что в консервные банки нет доступа воздуха. Если употребить в пищу зараженные палочками ботулизма продукты, можно опасно заболеть.
Описание[править]
Кислород — буквально «тот, что порождает кислоту». Русское слово восходит к М. В. Ломоносову и является калькой французского слова oxygène, предложенного А. Лавуазье (от др.-греч. ὀξύς — «кислый» и γεννάω — «рождаю»).
Атомный номер кислорода — 8; атомная масса — 15,9994. Кислород образует соединения со всеми элементами, кроме гелия, аргона и неона. При нормальных условиях кислород — газ, состоящий из двухатомных молекул. При 90,18 К кислород конденсируется в бледно-голубую жидкость, при 54,36 К — затвердевает. Есть и другие аллотропные формы кислорода, в частности трехатомный кислород (формула O3) называется озон — при нормальных условиях газ голубого цвета со специфическим запахом.
Плотность жидкого кислорода — 1,144; температура плавления составляет −218 ° C, температура кипения составляет −183 ° C.
С некоторыми металлами кислород образует пероксиды, надпероксиды, озониды, а с горючими газами — взрывчатые смеси.
Элемент кислород занимает третье место после водорода и гелия по распространенности в Вселенной. Он — самый распространенный химический элемент на Земле — 47 % массы земной коры, 85,7 % массы гидросферы, 23,15 % массы атмосферы, 79 % и 65 % массы растений и животных соответственно. За объемом кислород занимает 92 % объема земной коры. Известно около 1400 минералов, содержащих кислород, главные из них — кварц, полевые шпаты, слюда, глинистые минералы, карбонаты. Более 99,9 % кислорода Земли находится в связанном состоянии. Кислород — фактор, который регулирует распределение элементов в планетарном масштабе. Содержание его с глубиной закономерно уменьшается. Количество кислорода в магматических породах меняется от 49 % в гранитах до 38−42 % в дунитах и кимберлитах. Содержание кислорода в метаморфических породах соответствует глубине их формирования: от 44 % в эклогитах 48 % в кристаллических сланцах. Максимум кислорода — в осадочных породах — 49−51 %. Исключительную роль в геохимических процессах играет свободный кислород — молекулярный кислород, значение которого определяется его высокой химической активностью, большой миграционной способностью и постоянным, относительно высоким содержанием в биосфере, где он не только расходуется, но и воспроизводится. Считается, что свободный кислород появился в протерозое в результате фотосинтеза.
В гипергенных процессах кислород — один из основных агентов, он окисляет сероводород и низшие оксиды. Кислород определяет поведение многих элементов: повышает миграционную способность халькофилов, окисляя сульфиды до подвижных сульфатов, снижает подвижность железа и марганца, осаждая их в виде гидроксидов и вызывая тем самым их разделение. В водах океана содержание кислорода меняется: летом океан отдает кислород в атмосферу, зимой поглощает его. Полярные регионы обогащены кислородом
Важное геохимическое значение имеют соединения кислорода, в частности вода.
Основной промышленный метод получения кислорода — разделение воздуха методом глубокого охлаждения. Как побочный продукт кислород получают при электролизе воды. Разработан способ получения кислорода методом выборочной диффузии газов через молекулярные сита. Газообразный кислород применяется в металлургии для интенсификации доменных и сталеплавильных процессов, при выплавке цветных металлов в шахтных печах, бессемеровании штейнов и др. (Более 60 % потребляемого кислорода); как окислитель во многих химических производствах; в технике — при сварке и резке металлов; при подземной газификации угля и т. п.; озон — при стерилизации питьевой воды и дезинфекции помещений. Жидкий кислород используют как окислитель для некоторых разновидностей ракетного топлива.
Откуда берётся кислород на нашей планете на самом деле
Со школьной скамьи все помнят, что леса – это «лёгкие» нашей планеты. Но, как выяснилось, это не совсем верное утверждение. Да, кислород для нашей атмосферы действительно производят зелёные растения. В ходе фотосинтеза они поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Но леса играют в этом процессе не единственную и далеко не главную роль.
По подсчётам учёных, растения нашей планеты ежегодно вырабатывают более 140 тонн кислорода. Около 60 % этого объёма расходуется на процессы окисления и разложения органических веществ, то есть всевозможных остатков растительных и животных организмов. А оставшаяся часть поглощается в результате дыхания обитателями планеты.
Экваториальные леса являются крупнейшими производителями кислорода на планете. Но они же являются и крупнейшими его потребителями. Дело в том, что влажные леса обладают наибольшим биоразнообразием и плотностью животного населения среди всех экосистем планеты. Жизнью там пропитан буквально каждый миллиметр пространства. Многие существа потребляют в процессе дыхания кислород, а гниющие растительные остатки тратят на себя оставшуюся часть полезного газа. Таким образом, получается, что эти леса производят кислород, достаточный только для их собственного существования.
Чуть лучше обстоят дела в лесах умеренного пояса, где пространство не так изобилует жизнью. Но и хвойные леса, как выяснили учёные, нельзя назвать основными производителями кислорода планеты в полном смысле этого слова.
Откуда же тогда берётся на планете кислород, количество которого достаточно для существования всего человечества и миллиардов других живых существ?
Как оказалось, главным производителем полезного кислорода на планете являются водоросли, живущие в морях и океанах, – так называемый фитопланктон. Да, именно эти невидимые труженики обеспечивают существование большей части жизни как в океане, так и на суше. Количество регенерируемого ими кислорода превышает объёмы, вырабатываемые всеми деревьями и прочей наземной растительностью, вместе взятыми.
К фитопланктону относятся одноклеточные водоросли и сине-зелёные водоросли (цианобактерии), способные продуцировать кислород. По подсчётам учёных, мировой фитопланктон вырабатывает в 10 раз больше кислорода, чем расходует сам. А на разложение органических остатков в морях и океанах тратится гораздо меньше кислорода, чем на суше.
Таким образом, около 40 % производимого фитопланктоном кислорода не расходуется на месте, а поступает в атмосферу.
Благодаря этим микроскопическим созданиям существует жизнь в жарких пустынях и в полярных областях, где нет своих производителей кислорода. Ну и конечно, благодаря работе фитопланктона существует на планете всё человечество.
Поэтому не стоит забывать, что Земля – это наш общий дом, к которому нужно относиться бережнее. Ведь даже крошечные водоросли играют в существовании планеты такую важную роль.
Процесс окисления
При соединении кислорода с водородом или углеродом, совершается реакция, именуемая окислением. Этот процесс заставляет органические молекулы, являющиеся основанием жизни, распадаться. В человеческом организме окисление проходит следующим образом. Эритроциты крови собирают кислород из легких и разносят его по всему телу. Происходит процесс разрушения молекул еды, которую мы употребляем. Этот процесс освобождает энергию, воду и оставляет диосксид углерода. Последний выводится клетками крови обратно в легкие, и мы выдыхаем его в воздух. Человек может задохнуться, если ему помешать дышать дольше, чем 5 минут.
Роль растворенного кислорода (РК)
Несмотря на то что дыхательная система водных обитателей устроена иначе, чем у жителей наземно-воздушной среды, они нуждаются все в тех же веществах. Прежде всего речь идет о кислороде, который играет важную роль в жизнедеятельности подавляющего большинства организмов. И если мы извлекаем его из атмосферы, где его доля более или менее стабильна и составляет около 21%, то жители рек, морей и океанов сильно зависят от того, сколько кислорода в воде содержится в месте их обитания. Помимо рыб, кислород нужен и растениям. Однако его продукция обычно выше, чем уровень потребления, так что это не должно вызывать беспокойства.
Кислород
Практически все живые организмы нуждаются в кислороде. Люди дышат вохдухом, который представляет собой смесь газов, немалую часть которой составляет именно он.
Обитатели водной среды также нуждаются в этом веществе, так что концентрация кислорода в воде — это очень важный показатель. Обычно он составляет до 14 мг/л, если речь идет о природных водах, а иногда даже больше. В той же жидкости, которая течет из-под крана, кислорода содержится гораздо меньше, и это легко объяснить. Водопроводная вода после водозабора проходит через несколько этапов очистки, а растворенный кислород — крайне неустойчивое соединение. В результате газообмена с воздушной средой большая его часть просто улетучивается. Так откуда берется кислород в воде, если не из воздуха?
На самом деле это не совсем правда, из воздуха он тоже берется, но его доля, растворенная в результате контакта с атмосферой, крайне мала. Для того чтобы взаимодействие кислорода с водой было достаточно эффективным, необходимы особые условия: низкая температура, высокое давление и относительно низкая минерализация. Они соблюдаются далеко не всегда, и жизнь вряд ли бы существовала в нынешнем виде, если бы единственным способом образования этого газа в водной среде было взаимодействие с атмосферой. К счастью, есть еще два источника, откуда берется кислород в воде. Во-первых, растворенные молекулы газа в большом количестве содержатся в снеговых и дождевых водах, а во-вторых — и это основной источник — в результате фотосинтеза, осуществляемого водной растительностью и фитопланктоном.
Кстати, несмотря на то, что содержит кислород, извлечь его оттуда живые организмы, конечно, не в состоянии. Поэтому им остается довольствоваться именно растворенной долей.
Он ядовит
Этот газ необходим для дыхания как животных, так и растений. Интересно, но несмотря на то, что без него не было бы жизни, слишком большое его количество может привести к отравлению и даже смерти. Симптомы отравления кислородом включают в себя потерю зрения, кашель, мышечные спазмы и судороги. При нормальном атмосферном давлении отравление кислородом наступает, если его содержание в воздухе превышает 50 % (обычное содержание кислорода в атмосфере — 21 %).
2) Кислород не только нужен для жизни, но и существует благодаря ей
Когда было обнаружено, что кислород необходим для дыхания, учёные поначалу даже испугались. Ведь со временем кислород в атмосфере закончится, и тогда все умрут! Однако вскоре было обнаружено, что растения поглощают углекислый газ и вырабатывают кислород под действием света. Более того, сейчас известно, что до появления жизни в атмосфере вообще не было газообразного кислорода. И это не удивительно, поскольку кислород — очень активный химический элемент. Так что ещё до того, как Земля успела сформироваться, весь кислород соединился с другими химическими элементами.
Наполненная же кислородом атмосфера появилась далеко не сразу. Хотя жизнь возникла очень давно, первые формы жизни не нуждались в кислороде и не вырабатывали его. Около 3,5 млрд. лет назад появились первые цианобактерии, которые освоили процесс фотосинтеза. Газообразный кислород, который выделялся при этом, был побочным продуктом. Однако деятельность этих бактерий привела к глобальным и огромным изменениям. Миллиарды лет выделяемый бактериями кислород реагировал с веществами, растворёнными в океане, с газами в атмосфере и с горными породами. Но со временем все они окислились и кислород стал накапливаться в атмосфере. И только после этого вместо анаэробных форм жизни, живших в бескислородной среде, во множестве появились аэробные формы, которые, наоборот, стали использовать кислород для дыхания.
«Цветение» воды из-за сильного размножения цианобактерий
Кстати, микроскопические цианобактерии, возникшие миллиарды лет назад, до сих пор являются главным поставщиком кислорода в атмосферу Земли. Вклад больших зелёных растений заметно меньше. Все бактерии и растения вырабатывают примерно 200 млрд тонн в год, а общие запасы кислорода в атмосфере и океане составляют примерно 1200000 миллиардов тонн. Кажется, что это много, тем не менее, если на нашей планете вдруг прекратится фотосинтез, этого накопленного кислорода хватит всего на 6000 лет.
Это интересно: КИРИЛОВ Иван Кириллович (1689-1737)
Кислород: история элемента в эволюции
Первые организмы питались тем, что присутствовало в «первичном бульоне», то есть простейшей органикой. Побочным продуктом был углекислый газ, который накапливался в атмосфере. Но вскоре запасы органики истощились, и организмы эволюционировали, став анаэробными — способными самостоятельно синтезировать питательные вещества из CO2 и водорода, выделяя метан. Далее было следующее:
- водород давал энергию для жизненных процессов, но запасы его стали истощаться;
- возникла новая форма жизни с использованием фотосинтеза, где в качестве побочного элемента стал кислород;
- он стал накапливаться в атмосфере.
Биологи утверждают, что кислород тогда был настоящим ядом для всего живого, а потому возникла необходимость в новых формах, которые стали применять его для поддержания жизни — возникло кислородное дыхание.
Всего лишь 2,3 миллиарда лет назад воздух, окружавший Землю, совершенно не содержал кислорода. Для тогдашних примитивных форм жизни это обстоятельство было сущим подарком.
Одноклеточные бактерии, обитавшие в первобытном океане, не нуждались в кислороде для поддержания своей жизнедеятельности. Затем что – то произошло.
Что это такое?
Кислородная катастрофа (революция) — очень глобальное изменение состава атмосферного воздуха, точнее увеличение в нем свободного О2. Данный термин появился только в начале второй половины двадцатого века. Началось все с предположения, так как когда стали изучать осадконакопления, заметили резкое увеличение в них О2.
Как выяснилось позже предположение ученых подтвердилось, они смогли обосновать и найти причины. По мнению ученых происходила она в два этапа, а перерыв между ними — считается временем интенсивного формирования континентов. До сих пор ученые разбираются с тем, что же стало причиной такого изменения. Основной версией многие годы считался появившийся фотосинтез, то есть накопление в результате деятельности фотосинтезирующих организмов, а именно цианобактерий. Но так как фотосинтезировали они уже долгое время, ученые сейчас больше склоняются к другой версии.
Выдвинули ее геофизики из Китая, США и Японии, они обосновывают катастрофу последствием тектонической активности.
Ученые говорят о том, что к моменту кислородной революции цианобактерии находились на Земле уже в районе пятисот миллионов лет, они пытались доказать, что все же фотосинтезирующие бактерии перенасытили атмосферу О2, но им это не удалось, так как ни одна их теория не смогла объяснить из-за чего произошло изменение в карбонатных минералах, а именно смена соотношения изотопов углерода. Данное явление они смогли объяснить только тектонической активностью, которая и привела к кислородной катастрофе и изменению в минералах, так как в результате нее начало образовываться большое количество вулканов, извергающих в атмосферу углекислый газ.
Приблизительно за двести миллионов лет в протерозое концентрация свободного О2 возросла в пятнадцать раз. То есть можно сказать, что кислородная катастрофа растянулась на два периода, но принято считать, что именно данное событие является окончанием архейского эона.
Откуда появился кислород на Земле?
За миллионы прошедших лет количество кислорода на земле увеличилось с 0,2 процента до нынешнего 21 процента атмосферы. Но в увеличении кислорода в воздухе атмосферы виноваты не только бактерии океанов. Ученые считают, что другим источником кислорода были сталкивающиеся континенты. По их мнению, при столкновении, а затем при последующем расхождении континентов в атмосферу выделялись большие количества кислорода.
Материалы по теме:
Тайны Земли
Каким образом? В результате столкновений и расхождений континентов на морское дно опускались огромные осадочные породы, увлекавшие за собой большое количество органических веществ. Если бы этого не происходило, то кислорода было бы больше потрачено на переваривание и окисление этих органических веществ. Поскольку они стали недоступны окислению, то происходила своеобразная экономия кислорода, и его объем в атмосфере становился больше.
Побег от кислорода
Часть организмов сумела приспособиться и даже извлечь пользу из наличия в атмосфере кислорода. Однако большинство организмов не вынесло изменений условий жизни и вымерло. Некоторые виды живых существ спаслись тем, что спрятались от кислорода в глубокие щели и прочие укромные места. Многие и сегодня счастливо живут в корнях бобовых, улавливают из атмосферы газообразный азот и используют его для синтеза аминокислот (строительных блоков белка) растений.
Материалы по теме:
Может Земля замедлить вращение или остановиться?
Бактерия ботулизма — другой беглец от кислорода. Она содержится в мясе, рыбе, растениях. Если в процессе их приготовления, палочка ботулизма не уничтожена высокой температурой при варке, то она может затем интенсивно размножиться в консервах, которые приготовлены из перечисленных продуктов.
Это происходит потому, что в консервные банки нет доступа воздуха. Если употребить в пищу зараженные палочками ботулизма продукты, можно опасно заболеть.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter
.
- Самые древние существа на Земле…
Откуда появился кислород на Земле?
За миллионы прошедших лет количество кислорода на земле увеличилось с 0,2 процента до нынешнего 21 процента атмосферы. Но в увеличении кислорода в воздухе атмосферы виноваты не только бактерии океанов. Ученые считают, что другим источником кислорода были сталкивающиеся континенты. По их мнению, при столкновении, а затем при последующем расхождении континентов в атмосферу выделялись большие количества кислорода.
Каким образом? В результате столкновений и расхождений континентов на морское дно опускались огромные осадочные породы, увлекавшие за собой большое количество органических веществ. Если бы этого не происходило, то кислорода было бы больше потрачено на переваривание и окисление этих органических веществ. Поскольку они стали недоступны окислению, то происходила своеобразная экономия кислорода, и его объем в атмосфере становился больше.
Природа
За один год одно дерево вырабатывает до 125 килограмм кислорода. Этого достаточно, чтобы обеспечить воздухом два человека. За один год растения на Земле выделяют 3 триллиона тонн кислорода.
Рыбам не нужно много кислорода. Самое большое количество кислорода нужно карпу, карась наименее требователен к концентрации этого газа в воде, поэтому может обитать в заиленных водоемах.
Некоторые бактерии и вирусы могут жить без кислорода. Эти существа называются анаэробными, они получают энергию вследствие биохимических реакций, которые осуществляются не с помощью кислорода, а с помощью других веществ (например, нитратов).
https://youtube.com/watch?v=6_tMdSdzS48
Откуда на Земле появился кислород
Для того, чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо понять, как формировалась Вселенная. Итак, первыми элементами в ее первоначальном составе были гелий и водород, которые образовали и зажгли звезды. По мере выгорания синтезировались иные элементы, но вот соотношение водорода к кислороду составляло 1 к 1000. То есть лишь малая часть их молекул вступила в реакцию, создав воду. Она превратилась в лед, который до сих пор содержится в кометах. На момент формирования Земли кислорода было более чем достаточно, однако, он был связан в минеральных соединениях и с водородом: в виде твердой и газообразной воды.
Выходит, что кислород присутствовал на планете еще задолго до первых растений, а уже они путем химических реакций начали высвобождать его в атмосферу. Поскольку молекулы кислорода весьма активно вступают в химические реакции, растения — ключевое условие для поддержания необходимого баланса в атмосфере.
Заключение
Все зеленые растения вырабатывают необходимый для жизни кислород. В зависимости от возраста растения, его физических данных, количество выделяемого кислорода может меняться. Процесс этот в 1877 году В. Пфеффером был назван фотосинтезом.
Не одно столетие между учеными длятся дебаты о реальном источнике кислорода на Земле. По предварительным данным первую половину жизни планета Земля вообще была без кислорода.
Большая часть ученых выдвигает теорию о том, что 2,4 млрд лет назад кислород на Земле был незначительным. Кислородом наша атмосфера наполнялась постепенно.
Как на Земле появился кислород? Считается, что основной источник кислорода на Земле — цианобактерии. Это фотосинтезирующий микроб, который порождает кислород. И благодаря цианобактерии произошел резкий скачек содержания кислорода в атмосфере.
Но когда и благодаря чему появились эти микробы пока до конца не известно. Также до конца еще не понятно как именно происходил процесс наполнения атмосферы Земли кислородом. Известно, что это было сочетание резкого глобального похолодания, зарождение новых видов, и появление новых минеральных пород. Как заявил Доминик Папине (специалист института Карнеги, Вашингтон), учение пока не в силах четко определить, что было причиной, а что следствием.
Многое произошло практически одновременно и по этой причине так много разных несостыковок и противоречий. Чтобы больше прояснить геологическую сторону этого вопроса, Доминик Папине детально изучает процесс образование железа, а также осадочных пород, что формируются на самом дне древних морей.
Его исследования направлены на особые минералы. Эти минералы содержаться именно в образованиях железа, и они вполне могут быть связаны с возникновением жизни древних микробов и их смерти. Минералы железа, которые находятся довольно на дне морей – самый большой источник железной руды. И это не просто материал для изготовления стали. По словам геологов именно в нем скрыта богатая история зарождения жизни на планете Земле.
А происхождение этого источника до сих пор остается большой загадкой. Ученые выяснили, что для его формирования нужна помощь особых микроэлементов, но, правда, пока неизвестно каких именно. Эти морские организмы простые одноклеточные, но к сожалению никакой информации они не оставили после себя. И исследователи не могут теперь узнать, какими именно они были, и что из себя представляли.
Предполагают, что строителем таких железных минералов была именно цианобактерия. Кислород, который выходил из нее окислял железо в морях и океанах еще далеко до того как произошел великий кислородный взрыв. Но остается не ясным одно. Цианобактерия, появилась на планете Земля задолго до накопления кислорода. Выходит, что прошли сотни миллионов лет, перед тем как наша атмосфера наполнилась кислородом?
Возможно ответ в сложном переплетении биологии и геологии. Кислород, который выдыхала цианобактерия, мог разрушаться метаном. А при взаимодействии двух этих газов формируются вода и углекислый газ. Ученые отметили, что кислород никак не может накапливаться в среде богатой на метан. Метаногены вырабатывали метан и перекрывали все пути к накоплению кислорода на планете и еще нагревали Землю в результате парникового эффекта. А после того как планета Земля наполнилась кислородом количество данных организмов сократилось.
Сегодня мы подробнее поговорим о том, откуда берется кислород.