Колообіг кисню
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.
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.