KZ

Круговорот кислорода в природе: интересные факты

небо, облака, цифры
Кислород в атмосфере: YouTube/Видеоуроки

Один из самых распространенных химических элементов на нашей планете — кислород. Во многом благодаря ему возникла и существует здесь жизнь растений и живых существ. За миллионы лет запасы этого вещества не исчерпываются, потому что существует такое явление планетарного масштаба, как круговорот кислорода в природе.

Значение кислорода

Этот уникальный газ способствовал зарождению органических соединений на Земле. В результате сложнейших процессов вещества, в составе которых был кислород, способствовали появлению и эволюции живых организмов.

Кислород — необходимый элемент и для поддержания жизни:

  • Он входит в состав белков, жиров и углеводов, из которых построены организмы. В любом из них кислорода больше, чем других элементов. Мышцы человека содержат 16% кислорода, кости — больше 28%.
  • Любому живому существу необходим постоянный приток воздуха, в котором содержится кислород. Он выполняет важнейшую роль в процессах обмена и получения энергии.
  • О значении кислорода красноречиво свидетельствует такой факт: при волнении человек употребляет его в несколько раз больше, чем в спокойном состоянии.
  • Известен факт кислородного голодания в горах, где содержание этого газа в воздухе уменьшается.

Без кислорода невозможны были бы и такие важные жизненные процессы, как горение или разложение органики.

Кто и когда открыл кислород

В научном мире возник спор о приоритете открытия этого газа. С древности исследователи знали, что для горения нужен воздух, но сам процесс оставался загадкой. Возникала мысль, что в воздухе есть некая субстанция, поддерживающая горение.

Позже началось открытие различных газов, в том числе кислорода:

  • Английский ученый Джозеф Пристли в 1774 году при нагревании красной окиси ртути выделил газ, в котором свеча горела ярче, вспыхивала тлеющая лучина.
  • Но шведский химик Карл Шееле еще в 1772-м описал открытие «огненного воздуха», хотя не сделал сообщения об этом.
  • Француз Антуан Лоран Лавуазье в 1775 году получил «наиболее чистую часть воздуха» и описал ее свойства. Он же дал название новому газу — «кислород» от греческого ‘кислотообразующий’.
название элемента, цифры
Химический элемент кислород: Pixabay

Где находится кислород в природе

Этим газом насыщены все стихии на планете:

  • В атмосферном воздухе его содержится от 20 до 23%.
  • В морской воде — 85%.
  • В земной коре — 47% в составе минералов, силикатов и окислов — всего в более 1500 соединениях.

Нам в основном доступен кислород, который находится в составе воздуха, поэтому кажется, что здесь его запасы самые большие. Но нет, оказывается, основной запас этого газа пребывает в земной коре — до 99,5% от общего количества его на планете. А в атмосфере — всего 0,36%. Еще меньше — 0,01% — содержит биосфера в органике.

Круговорот кислорода на планете

Этот газ потребляется всеми живыми организмами, он участвует в окислении органических и неорганических веществ, без него невозможно развитие многих производств. Такие масштабы расхода газа требуют, чтобы его запас постоянно восполнялся.

Эту функцию выполняет его круговорот в природе. Под этим процессом мы понимаем постоянное перемещение вещества в природе, что обеспечивает равновесие и устойчивость биосферы. Это беспрестанный очень сложный биохимический процесс, который на Земле совершается уже в течение 4,5 млрд лет.

суша, горы, океан, небо  и стрелки, показывающие, как происходит фотосинтез
Фотосинтез — движущая сила кругооборота кислорода: YouTube/anton world

Происходит взаимообмен кислородом между огромными резервуарами, в которых он находится (атмосферой, гидросферой, биосферой, литосферой), таким образом:

Фотосинтез пополняет запас кислорода

Главной движущей силой в круговороте кислорода считается фотосинтез. Именно этот процесс постоянно пополняет запас газа в атмосфере:

  • Совершается он в зеленой части наземных растений и в фитопланктоне океанов.
  • Растения потребляют углекислый газ, а под воздействием солнечных лучей выделяют кислород.
растение, солнце, химические элементы в схеме фотосинтеза
Схема фотосинтеза: Wikimedia

Испарение воды

С водных поверхностей, составляющих большую часть земного шара, испаряется вода. Пар под воздействием ультрафиолетовых лучей распадается, выделяя кислород.

Кислород попадает в атмосферу из земной коры

В результате выветривания, эрозии, движения подземных вод кислород попадает в атмосферу из земной коры, в основном из известняков. Эти слои были созданы из осадков морских организмов, имеющих внешнюю оболочку, богатую кислородом. Другой путь накопления этого вещества в земной коре — окисление химических элементов и оседание их в глубинных зонах.

Таким образом, освободившийся кислород готов опять к употреблению в биосфере всеми дышащими и почвенными организмами, к участию в окислении органических и неорганических веществ, то есть участвовать в основных жизненных процессах. Исследователи определили, что атмосферный кислород обновляется полностью за две тысячи лет — такова скорость его кругооборота.

Кислород и проблемы экологии

Потребление кислорода для обеспечения жизни огромно. Но значительная часть его расходуется в промышленности и в быту:

Производство и обработка металлов

В индустриальном обществе возросло производство металлов, их обработка, в которых необходим этот газ. Предполагается, что развитие промышленного производства уменьшило количество кислорода в атмосфере в два раза.

Исследование морских глубин, медицина

Кислород в баллонах необходим для исследования морских глубин и космоса, жизненно важен в медицине для спасения людей.

горы, лес, небо, облака
Леса как легкие планеты: Pxhere

Лес — легкие планеты

Уменьшает круговорот кислорода в биосфере варварская вырубка лесов. В очень давние времена они покрывали поверхность суши почти полностью, но деятельность человека значительно сократила природные массивы.

Ежегодно зеленые легкие планеты сокращаются на 2%. Но значение остается прежним: одно дерево, как известно, способно обеспечивать кислородом трех человек в течение года.

Деятельность человека сейчас как никогда оказывает очень ощутимое влияние на планетарный оборот кислорода. Это грозит возникновением сбоев в этом процессе, что уже интересует ученых.

Но пока исследователи утверждают, что взаимообмен кислорода еще не подошел к критическому порогу нарушений. Природа сохраняет устойчивое равновесие между образующимся кислородом и поглощаемым.

Оригинал статьи: https://www.nur.kz/fakty-i-layfhaki/1709185-krugovorot-kisloroda-v-prirode-interesnye-fakty/

Круговорот кислорода в природе: интересные факты