A diferència dels planetes calents i freds del nostre sistema solar, el planeta Terra té condicions que permeten la vida d'alguna forma. Una de les condicions principals és la composició de l'atmosfera, que permet a tots els éssers vius respirar lliurement i protegeix de la radiació mortal que regna a l'espai.
De què està fet l'ambient
L'atmosfera terrestre està formada per molts gasos. És principalment nitrogen, que ocupa el 77%. El gas, sense el qual la vida a la Terra és impensable, ocupa un volum molt menor, el contingut d'oxigen de l'aire és del 21% del volum total de l'atmosfera. L'últim 2% és una barreja de diversos gasos, com ara argó, diòxid de carboni, heli, neó, criptó i altres.
L'atmosfera de la Terra s'eleva a una alçada de 8.000 km. L'aire respirable només es troba a la capa inferior de l'atmosfera.troposfera, arribant als pols - 8 km, amunt, i per sobre de l'equador - 16 km. A mesura que augmenta l' altitud, l'aire es fa més prim i més oxigen s'esgota. Per considerar quin és el contingut d'oxigen de l'aire a diferents altures, posarem un exemple. Al cim de l'Everest (altitud 8848 m), l'aire reté aquest gas 3 vegades menys que sobre el nivell del mar. Per tant, els conqueridors dels cims d' alta muntanya, els escaladors, només poden pujar al seu cim amb màscares d'oxigen.
L'oxigen és la principal condició per a la supervivència al planeta
Al principi de l'existència de la Terra, l'aire que l'envoltava no tenia aquest gas en la seva composició. Això era molt adequat per a la vida de les molècules unicel·lulars més simples que suraven a l'oceà. No necessitaven oxigen. El procés va començar fa uns 2 milions d'anys, quan els primers organismes vius, com a resultat de la reacció de la fotosíntesi, van començar a alliberar petites dosis d'aquest gas obtingut com a resultat de reaccions químiques, primer a l'oceà, després a l'atmosfera. La vida va evolucionar al planeta i va prendre diverses formes, la majoria de les quals no han sobreviscut fins als nostres dies. Alguns organismes finalment es van adaptar a la vida amb el nou gas.
Van aprendre a utilitzar el seu poder amb seguretat dins de la cel·la, on actuava com a central elèctrica, per extreure energia dels aliments. Aquesta manera d'utilitzar l'oxigen s'anomena respiració, i ho fem cada segon. Va ser l'alè el que va fer possible méspersones i organismes complexos. Durant milions d'anys, el contingut d'oxigen a l'aire s'ha disparat fins al seu nivell actual d'un 21%. L'acumulació d'aquest gas a l'atmosfera va contribuir a la creació de la capa d'ozó a una alçada de 8-30 km de la superfície terrestre. Al mateix temps, el planeta va rebre protecció dels efectes nocius dels raigs ultraviolats. L'evolució posterior de les formes de vida a l'aigua i a la terra ha augmentat ràpidament com a resultat de l'augment de la fotosíntesi.
Vida anaeròbica
Tot i que alguns organismes s'han adaptat als nivells creixents del gas que s'allibera, moltes de les formes de vida més senzilles que existien a la Terra han desaparegut. Altres organismes van sobreviure amagant-se de l'oxigen. Alguns d'ells viuen avui a les arrels dels lleguminoses, utilitzant nitrogen de l'aire per construir aminoàcids per a les plantes. L'organisme mortal botulisme és un altre "refugiat" de l'oxigen. Sobreviu tranquil·lament en paquets al buit amb aliments enllaunats.
Quin és el nivell d'oxigen òptim per a la vida
Els nadons prematurs, els pulmons dels quals encara no estan completament oberts per respirar, cauen en incubadores especials. En ells, el contingut d'oxigen a l'aire és més gran en volum i, en lloc del 21% habitual, aquí s'estableix el seu nivell del 30-40%. Els nens petits amb problemes respiratoris greus estan envoltats d'aire amb nivells d'oxigen al 100% per evitar danys al cervell del nen. Estar en aquestes circumstàncies millora el règim d'oxigen dels teixits que es troben en estat d'hipòxia, i normalitza les seves funcions vitals. Peròmassa a l'aire és tan perillós com massa poc. L'excés d'oxigen a la sang d'un nen pot danyar els vasos sanguinis dels ulls i causar pèrdua de visió. Això mostra la dualitat de les propietats del gas. Hem de respirar-lo per poder viure, però el seu excés de vegades pot convertir-se en un verí per al cos.
Procés d'oxidació
Quan l'oxigen es combina amb l'hidrogen o el carboni, té lloc una reacció anomenada oxidació. Aquest procés provoca la descomposició de les molècules orgàniques que són la base de la vida. En el cos humà, l'oxidació es produeix de la següent manera. Els glòbuls vermells recullen l'oxigen dels pulmons i el transporten per tot el cos. Hi ha un procés de destrucció de les molècules dels aliments que ingerim. Aquest procés allibera energia, aigua i diòxid de carboni. Aquest últim és excretat per les cèl·lules sanguínies de nou als pulmons, i l'exhalem a l'aire. Una persona pot sufocar-se si se li impedeix respirar durant més de 5 minuts.
Respiració
Considereu el contingut d'oxigen de l'aire inhalat. L'aire atmosfèric que entra als pulmons des de l'exterior quan s'inhala s'anomena inhalat, i l'aire que surt pel sistema respiratori quan s'exhala s'anomena exhalat.
És una barreja d'aire que omplia els alvèols amb el que hi ha a les vies respiratòries. La composició química de l'aire que una persona sana inspira i exhala en condicions naturals és pràcticamentvaria i s'expressa en números com aquest.
Contingut de gas (en %)
| - | Oxigen | Diòxid de carboni | Nitrogen i altres gasos |
| Aire inhalat | 20, 94 | 0, 03 | 79, 03 |
| Aire exhalat | 16, 3 | 4, 0 | 79, 7 |
| Aire alveolar | 14, 2 | 5, 2 | 80, 6 |
L'oxigen és el component principal de l'aire per a tota la vida. Els canvis en la quantitat d'aquest gas a l'atmosfera són petits. Si el mar conté fins a un 20,99% d'oxigen a l'aire, fins i tot a l'aire molt contaminat de les ciutats industrials, el seu nivell no baixa del 20,5%. Aquests canvis no revelen efectes sobre el cos humà. Els trastorns fisiològics apareixen quan el percentatge d'oxigen a l'aire baixa al 16-17%. Al mateix temps, hi ha una clara deficiència d'oxigen, que provoca una caiguda brusca de l'activitat vital, i amb un contingut d'oxigen del 7-8% a l'aire, és possible la mort.
Atmosfera en diferents èpoques
La composició de l'atmosfera sempre ha influït en l'evolució. En diferents moments geològics, a causa de catàstrofes naturals, es van observar pujades o baixades del nivell d'oxigen, i això va comportar un canvi en el biosistema. Fa aproximadament 300 milions d'anys, el seu contingut a l'atmosferava pujar al 35%, mentre que el planeta estava habitat per insectes de mida gegantina. La major extinció d'éssers vius de la història de la Terra va tenir lloc fa uns 250 milions d'anys. Durant ell, van morir més del 90% dels habitants de l'oceà i el 75% dels habitants de la terra. Una versió de l'extinció massiva diu que el baix contingut d'oxigen a l'aire va ser el culpable. La quantitat d'aquest gas ha baixat al 12% i es troba a la baixa atmosfera fins a una alçada de 5300 metres. A la nostra era, el contingut d'oxigen a l'aire atmosfèric arriba al 20,9%, que és un 0,7% inferior al de fa 800 mil anys. Aquestes xifres les confirmen els científics de la Universitat de Princeton que van examinar mostres del gel de Groenlàndia i de l'Atlàntic que es va formar en aquell moment. L'aigua congelada va salvar les bombolles d'aire, i aquest fet ajuda a calcular el nivell d'oxigen a l'atmosfera.
Què obeeix el seu nivell a l'aire
La seva absorció activa de l'atmosfera pot ser causada pel moviment de les glaceres. A mesura que s'allunyen, revelen grans àrees de capes orgàniques que consumeixen oxigen. Un altre motiu pot ser el refredament de les aigües dels oceans: els seus bacteris absorbeixen l'oxigen de manera més activa a baixes temperatures. Els investigadors argumenten que el s alt industrial i amb ell la crema d'una gran quantitat de combustible no té un impacte especial. Els oceans del món s'han refredat durant 15 milions d'anys i la quantitat de matèria vital a l'atmosfera ha disminuït independentment de l'impacte humà. És probable que alguns processos naturals s'estan produint a la Terra, donant lloc al fet que el consum d'oxigenarriba a ser superior a la seva producció.
Impacte humà en la composició de l'atmosfera
Parlem de l'impacte humà en la composició de l'aire. El nivell que tenim avui és ideal per als éssers vius, el contingut d'oxigen a l'aire és del 21%. L'equilibri d'aquest i d' altres gasos està determinat pel cicle de vida a la natura: els animals exhalen diòxid de carboni, les plantes l'utilitzen i alliberen oxigen.
Però no hi ha cap garantia que aquest nivell sigui sempre constant. La quantitat de diòxid de carboni alliberat a l'atmosfera està augmentant. Això es deu a l'ús de combustible per part de la humanitat. I, com sabeu, es va formar a partir de fòssils d'origen orgànic i el diòxid de carboni entra a l'aire. Mentrestant, les plantes més grans del nostre planeta, els arbres, estan sent destruïdes a un ritme creixent. Quilòmetres de bosc desapareixen en un minut. Això vol dir que part de l'oxigen de l'aire va baixant progressivament i els científics ja donen l'alarma. L'atmosfera terrestre no és un rebost il·limitat i l'oxigen no hi entra des de l'exterior. S'ha desenvolupat tot el temps juntament amb el desenvolupament de la Terra. Cal recordar constantment que aquest gas és produït per la vegetació en el procés de fotosíntesi a causa del consum de diòxid de carboni. I qualsevol reducció significativa de la vegetació en forma de desforestació redueix inevitablement l'entrada d'oxigen a l'atmosfera, alterant així el seu equilibri.
