Колообіг кисню
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.
For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.
Земля — единственная планета Солнечной системы, где имеется достаточно большое количество кислорода в свободном состоянии. Благодаря ему на нашей планете возможно существование жизни. Этот элемент является составной частью практически всех органических соединений: он составляет 70 % живого вещества. Растительный покров — единственный поставщик свободного кислорода на Земле: ежегодно в процессе фотосинтеза в атмосферу поступает, по приблизительным подсчетам, 430— 470 млрд. т этого газа. Являясь сильнейшим окислителем, он расходуется в процессе разнообразнейших окислительных реакций.
Наиболее мощным потребителем кислорода являются живые организмы — почвенные организмы, животные, сами растения, которые используют его в процессе дыхания.
Следующим очень важным каналом расхода кислорода является хозяйственная деятельность человека. Человек тратит его в огромных количествах, сжигая топливо в двигателях тракторов, автомобилей, самолетов, кораблей, топках электростанций и т. д. Например, подсчитано, что автомобиль, проехавший 100 км, потребляет годовую норму кислорода одного человека. В общей сложности таким путем ежегодно потребляется около 1010 т кислорода. При сгорании топлива образуется много воды, которая в конечном счете попадает в растения и разлагается в результате фотосинтеза на атомарный кислород и атомарный водород. Освободившийся кислород выбрасывается как побочный продукт реакции в атмосферу, а водород используется для создания органических веществ. Так замыкается круговорот.
В главе о роли живых организмов в биосфере мы уже говорили, что возникновение растительного покрова привело к формированию современной атмосферы. Как полагают ученые, более 300 млн. с лишним лет назад на Земле была очень развита растительность, во много раз мощнее современной (измененные остатки этой растительности сейчас находят, например, в виде месторождений каменного угля). Климат в то время был примерно такой, как сейчас в экваториальной зоне, т. е. теплый и влажный, и фотосинтез осуществлялся очень интенсивно. Кислород, поступающий при этом в атмосферу, конечно, как и сейчас, тратился в ходе различных окислительных процессов, но его поступало столько, что какая-то часть оставалась неизрасходованной. Таким образом, в результате каждого нового цикла круговорота кислорода в атмосферу его поступало несколько больше, чем расходовалось, и он постепенно накапливался. Одновременно уменьшалось содержание других газов, в частности углекислого газа, что в конечном счете привело к похолоданию климата. Почему же? Дело в том, что углекислый газ обладает способностью задерживать тепловое излучение Земли, обусловливая так называемый «парниковый эффект» атмосферы. Поскольку содержание СО2 в атмосфере падает, то ослабляется и «парниковый эффект». В итоге, чем больше становилось в атмосфере кислорода и меньше углекислого газа, тем холоднее становился климат и затруднительнеефотосинтез. Кроме того, углекислый газ является основным «сырьем», которое используется при фотосинтезе. Поэтому начиная с определенного этапа, очевидно, интенсивность фотосинтеза упала в результате сокращения запаса СО2. Естественно, эти изменившиеся условия привели соответственно и к изменениям в растительном покрове. Наконец, около 240 млн. лет назад установился газовый состав атмосферы, близкий к современному. Примерно к этому моменту, как показывает изучение остатков древних растений (палеоботанические данные), приурочено начало коренных изменений в растительном покрове, которые позже закончились полной заменой ее состава: на смену папоротникообразным и голосемянным пришли более высокоорганизованные цветковые. Этот процесс закончился в меловом периоде, т. е. около 70 млн. лет назад. Сейчас на Земле господствуют цветковые растения, а голосемянные и папоротникообразные занимают второстепенное положение.
Как показывают палеонтологические данные, глубокие изменения в растительном покрове сопровождались такими же сильными изменениями и в животном мире: в меловом периоде полностью вымерли динозавры и на смену им пришли млекопитающие.
Итак, мы видим, как малозаметные изменения, возникавшие в атмосфере в результате круговорота кислорода, привели в конечном счете к грандиозным изменениям в природе: возникновению атмосферы с иным газовым составом и к полному преобразованию биосферы.