Không giống như các hành tinh nóng và lạnh trong hệ mặt trời của chúng ta, hành tinh Trái đất có các điều kiện cho phép sự sống ở một số dạng. Một trong những điều kiện chính là thành phần của khí quyển, cho phép mọi sinh vật có thể thở tự do và bảo vệ khỏi bức xạ chết người ngự trị trong không gian.
Bầu không khí được tạo nên từ
Bầu khí quyển của Trái đất được tạo thành từ nhiều loại khí. Nó chủ yếu là nitơ, chiếm 77%. Khí mà không có sự sống trên Trái đất là không thể tưởng tượng được, chiếm một thể tích nhỏ hơn nhiều, hàm lượng oxy trong không khí là 21% tổng thể tích của khí quyển. 2% cuối cùng là hỗn hợp của nhiều loại khí khác nhau, bao gồm argon, carbon dioxide, helium, neon, krypton và những loại khác.
Bầu khí quyển của Trái đất lên đến độ cao 8 nghìn km. Không khí có thể thở được chỉ có ở tầng dưới của khí quyển.tầng đối lưu, đạt đến các cực - 8 km, lên và trên đường xích đạo - 16 km. Khi độ cao tăng lên, không khí trở nên loãng hơn và lượng oxy cạn kiệt hơn. Để xem xét hàm lượng oxy trong không khí ở các độ cao khác nhau là bao nhiêu, chúng tôi sẽ đưa ra một ví dụ. Tại đỉnh Everest (độ cao 8848 m), không khí giữ lượng khí này ít hơn 3 lần so với mực nước biển. Do đó, những người chinh phục các đỉnh núi cao - những người leo núi - chỉ có thể leo lên đỉnh của nó khi sử dụng mặt nạ dưỡng khí.
Oxy là điều kiện chính để tồn tại trên hành tinh
Vào thời kỳ đầu tồn tại của Trái đất, không khí bao quanh nó không có loại khí này trong thành phần của nó. Điều này khá phù hợp với sự sống của những phân tử đơn bào đơn giản nhất trôi nổi trong đại dương. Họ không cần oxy. Quá trình này bắt đầu cách đây khoảng 2 triệu năm, khi những sinh vật sống đầu tiên, là kết quả của phản ứng quang hợp, bắt đầu giải phóng một lượng nhỏ khí này thu được từ kết quả của các phản ứng hóa học, đầu tiên vào đại dương, sau đó vào khí quyển. Sự sống phát triển trên hành tinh và có nhiều dạng khác nhau, hầu hết trong số đó đã không tồn tại cho đến thời đại của chúng ta. Một số sinh vật cuối cùng đã thích nghi với cuộc sống với khí mới.
Họ đã học cách sử dụng sức mạnh của anh ấy một cách an toàn bên trong phòng giam, nơi nó hoạt động như một nhà máy điện, để lấy năng lượng từ thức ăn. Cách sử dụng oxy này được gọi là thở, và chúng ta thực hiện nó mỗi giây. Chính hơi thở đã làm cho nó có thể làm được nhiều hơn thếsinh vật phức tạp và con người. Qua hàng triệu năm, hàm lượng oxy trong không khí đã tăng vọt lên mức hiện tại khoảng 21%. Sự tích tụ của khí này trong khí quyển đã góp phần tạo ra tầng ôzôn ở độ cao 8–30 km tính từ bề mặt trái đất. Đồng thời, hành tinh này nhận được sự bảo vệ khỏi tác hại của tia cực tím. Sự tiến hóa hơn nữa của các dạng sống trên nước và trên cạn đã tăng lên nhanh chóng do quá trình quang hợp tăng lên.
Sống kỵ khí
Mặc dù một số sinh vật đã thích nghi với mức độ gia tăng của khí được giải phóng, nhiều dạng sống đơn giản nhất tồn tại trên Trái đất đã biến mất. Các sinh vật khác sống sót bằng cách ẩn mình khỏi ôxy. Một số trong số chúng ngày nay sống trong rễ của cây họ đậu, sử dụng nitơ từ không khí để tạo ra các axit amin cho cây trồng. Bệnh ngộ độc sinh vật chết người là một "nơi ẩn náu" khác từ oxy. Anh lặng lẽ sống sót trong những gói thực phẩm đóng hộp hút chân không.
Mức oxy tối ưu cho sự sống là bao nhiêu
Trẻ sinh non, phổi chưa mở hết để thở được rơi vào lồng ấp đặc biệt. Ở chúng, hàm lượng oxy trong không khí cao hơn theo thể tích, và thay vì 21% thông thường, mức độ của nó là 30-40% được đặt ở đây. Trẻ mới biết đi có vấn đề về hô hấp nghiêm trọng được bao quanh bởi không khí với mức oxy 100% để ngăn ngừa tổn thương não của trẻ. Ở trong những trường hợp như vậy cải thiện chế độ oxy của các mô đang trong tình trạng thiếu oxy và bình thường hóa các chức năng sống của chúng. Nhưngquá nhiều trong không khí cũng nguy hiểm như quá ít. Quá nhiều oxy trong máu của trẻ có thể làm hỏng các mạch máu trong mắt và gây giảm thị lực. Điều này cho thấy tính hai mặt của các tính chất của chất khí. Chúng ta phải hít thở nó để sống, nhưng sự dư thừa của nó đôi khi có thể trở thành chất độc cho cơ thể.
Quá trình oxy hóa
Khi oxy kết hợp với hydro hoặc carbon, một phản ứng được gọi là quá trình oxy hóa sẽ xảy ra. Quá trình này làm cho các phân tử hữu cơ là cơ sở của sự sống bị phân hủy. Trong cơ thể con người, quá trình oxy hóa diễn ra như sau. Các tế bào hồng cầu thu thập oxy từ phổi và mang nó đi khắp cơ thể. Có một quá trình phá hủy các phân tử của thực phẩm mà chúng ta ăn. Quá trình này giải phóng năng lượng, nước và carbon dioxide. Phần sau được các tế bào máu bài tiết trở lại phổi, và chúng ta thở ra ngoài không khí. Một người có thể bị ngạt thở nếu bị ngăn thở trong hơn 5 phút.
Thở
Xem xét hàm lượng oxy trong không khí hít vào. Khí quyển đi vào phổi từ bên ngoài khi hít vào được gọi là hít vào, và không khí đi ra ngoài qua hệ thống hô hấp khi thở ra được gọi là thở ra.
Nó là một hỗn hợp không khí tràn vào các phế nang với khí đó nằm trong đường thở. Thành phần hóa học của không khí mà một người khỏe mạnh hít vào và thở ra trong các điều kiện tự nhiên thực tế làkhác nhau và được thể hiện bằng những con số như thế này.
Hàm lượng khí (tính theo%)
| - | Oxy | Carbon dioxide | Nitơ và các khí khác |
| Hít vào | 20, 94 | 0, 03 | 79, 03 |
| Khí thở ra | 16, 3 | 4, 0 | 79, 7 |
| Không khí phế nang | 14, 2 | 5, 2 | 80, 6 |
Oxy là thành phần chính của không khí đối với sự sống. Sự thay đổi lượng khí này trong khí quyển là nhỏ. Nếu nước biển chứa tới 20,99% oxy trong không khí, thì ngay cả trong không khí rất ô nhiễm của các thành phố công nghiệp, mức độ của nó cũng không giảm xuống dưới 20,5%. Những thay đổi như vậy không tiết lộ ảnh hưởng trên cơ thể con người. Rối loạn sinh lý xuất hiện khi tỷ lệ phần trăm ôxy trong không khí giảm xuống còn 16 - 17%. Đồng thời, thiếu ôxy rõ ràng dẫn đến hoạt động sống giảm mạnh, với hàm lượng ôxy trong không khí từ 7-8% là có thể tử vong.
Bầu không khí ở các thời đại khác nhau
Thành phần của khí quyển luôn ảnh hưởng đến sự tiến hóa. Tại các thời điểm địa chất khác nhau, do các thảm họa thiên nhiên, mức độ ôxy tăng hoặc giảm đã được quan sát thấy, và điều này kéo theo sự thay đổi trong hệ thống sinh học. Khoảng 300 triệu năm trước, hàm lượng của nó trong khí quyểntăng lên 35%, trong khi hành tinh này là nơi sinh sống của các loài côn trùng có kích thước khổng lồ. Lần tuyệt chủng sinh vật lớn nhất trong lịch sử Trái đất xảy ra cách đây khoảng 250 triệu năm. Trong thời gian đó, hơn 90% cư dân đại dương và 75% cư dân trên cạn đã chết. Một phiên bản của sự tuyệt chủng hàng loạt nói rằng nguyên nhân là do hàm lượng oxy trong không khí thấp. Lượng khí này đã giảm xuống còn 12% và nó nằm trong tầng khí quyển thấp hơn tới độ cao 5300 mét. Trong thời đại của chúng ta, hàm lượng oxy trong không khí đạt 20,9%, thấp hơn 0,7% so với 800 nghìn năm trước. Những con số này được xác nhận bởi các nhà khoa học tại Đại học Princeton, những người đã kiểm tra các mẫu băng ở Greenland và Đại Tây Dương hình thành vào thời điểm đó. Nước đóng băng đã cứu các bọt khí và thực tế này giúp tính toán mức độ oxy trong khí quyển.
Cấp độ của nó trong không khí tuân theo điều gì
Sự hấp thụ tích cực của nó từ khí quyển có thể do sự chuyển động của các sông băng. Khi di chuyển ra xa, chúng để lộ ra những khu vực rộng lớn của các lớp hữu cơ tiêu thụ oxy. Một lý do khác có thể là do sự nguội lạnh của nước trong các đại dương: vi khuẩn của nó hấp thụ oxy tích cực hơn ở nhiệt độ thấp. Các nhà nghiên cứu cho rằng bước nhảy vọt công nghiệp và cùng với nó là việc đốt cháy một lượng lớn nhiên liệu không có tác động đặc biệt. Các đại dương trên thế giới đã nguội lạnh trong 15 triệu năm và lượng vật chất quan trọng trong khí quyển đã giảm đi bất kể tác động của con người. Có khả năng là một số quá trình tự nhiên đang diễn ra trên Trái đất, dẫn đến việc tiêu thụ oxytrở nên cao hơn sản lượng của nó.
Tác động của con người đến thành phần của bầu khí quyển
Hãy nói về tác động của con người đối với thành phần của không khí. Mức độ mà chúng ta có ngày nay là lý tưởng cho chúng sinh, hàm lượng oxy trong không khí là 21%. Sự cân bằng của nó và các khí khác được xác định bởi vòng đời trong tự nhiên: động vật thải ra khí cacbonic, thực vật sử dụng nó và thải ra khí ôxy.
Nhưng không có gì đảm bảo rằng mức này sẽ luôn không đổi. Lượng khí cacbonic thải vào khí quyển ngày càng nhiều. Điều này là do việc sử dụng nhiên liệu của con người. Và như bạn đã biết, nó được hình thành từ các hóa thạch có nguồn gốc hữu cơ và carbon dioxide xâm nhập vào không khí. Trong khi đó, các loài thực vật lớn nhất trên hành tinh của chúng ta, cây cối, đang bị phá hủy với tốc độ ngày càng tăng. Hàng km rừng biến mất trong một phút. Điều này có nghĩa là một phần oxy trong không khí đang giảm dần và các nhà khoa học đã phát ra tiếng chuông báo động. Bầu khí quyển của trái đất không phải là một kho chứa vô hạn và oxy không xâm nhập vào nó từ bên ngoài. Nó được phát triển trong suốt thời gian qua cùng với sự phát triển của Trái đất. Cần phải thường xuyên ghi nhớ rằng khí này được tạo ra bởi thực vật trong quá trình quang hợp do tiêu thụ khí cacbonic. Và bất kỳ sự suy giảm đáng kể nào về thảm thực vật dưới hình thức phá rừng chắc chắn sẽ làm giảm sự xâm nhập của oxy vào khí quyển, do đó làm đảo lộn sự cân bằng của nó.
