El oxígeno es producido por las plantas y consumido por los animales. Oxígeno en la naturaleza (49,4% en la corteza terrestre)

Existe la opinión de que " pulmones del planeta"Son bosques, porque se cree que son los principales proveedores de oxígeno a la atmósfera. Sin embargo, en realidad no es así. Los principales productores de oxígeno viven en el océano. Estos bebés no se pueden ver sin la ayuda de un microscopio. . Pero todos los organismos vivos de la Tierra dependen de su actividad vital.

Nadie discute que los bosques, por supuesto, deban ser preservados y protegidos. Sin embargo, no se debe en absoluto al hecho de que sean estos notorios “pulmones”. Porque, de hecho, su contribución al enriquecimiento de nuestra atmósfera en oxígeno es prácticamente nula.

Nadie negará el hecho de que la atmósfera de oxígeno de la Tierra fue creada y continúa siendo mantenida por las plantas. Esto sucedió porque aprendieron a crear. materia organica a partir de materiales inorgánicos, utilizando energía luz del sol(como recordamos de curso escolar biología, un proceso similar se llama fotosíntesis). Como resultado de este proceso, las hojas de las plantas liberan oxígeno libre como subproducto de la producción. Este gas que necesitamos sube a la atmósfera y luego se distribuye uniformemente por toda ella.

Según varios institutos, cada año se liberan a la atmósfera de nuestro planeta alrededor de 145 mil millones de toneladas de oxígeno. Al mismo tiempo mayoría No es de extrañar que no se gaste en la respiración de los habitantes de nuestro planeta, sino en la descomposición de organismos muertos o, simplemente, en la descomposición (alrededor del 60 por ciento de lo que utilizan los seres vivos). Entonces, como puedes ver, el oxígeno no solo nos da la oportunidad de respirar profundamente, sino que también actúa como una especie de estufa para quemar basura.

Como sabemos, cualquier árbol no es eterno, por eso cuando llega el momento, muere. Cuando el tronco de un gigante del bosque cae al suelo, su cuerpo es descompuesto por miles de hongos y bacterias durante un período de tiempo muy largo. Todos ellos utilizan oxígeno, que es producido por las plantas supervivientes. Según los cálculos de los investigadores, esta "limpieza" consume alrededor del ochenta por ciento del oxígeno del "bosque".

Pero el 20 por ciento restante del oxígeno no ingresa en absoluto al "fondo atmosférico general" y también lo utilizan los habitantes del bosque "en la tierra" para sus propios fines. Al fin y al cabo, los animales, las plantas, los hongos y los microorganismos también necesitan respirar (sin oxígeno, como recordamos, muchos seres vivos no podrían obtener energía de los alimentos). Dado que todos los bosques suelen ser zonas muy densamente pobladas, estos residuos sólo son suficientes para satisfacer las necesidades de oxígeno de sus propios habitantes. No queda nada para los vecinos (por ejemplo, residentes de ciudades donde hay poca vegetación autóctona).

¿Quién es entonces el principal proveedor de este gas necesario para respirar en nuestro planeta? En tierra, estos son, curiosamente... turberas. Todo el mundo sabe que cuando las plantas mueren en un pantano, sus organismos no se descomponen, ya que las bacterias y los hongos que realizan este trabajo no pueden vivir en el agua del pantano; existen muchos antisépticos naturales secretados por los musgos.

Entonces, las partes muertas de las plantas, sin descomponerse, se hunden hasta el fondo, formando depósitos de turba. Y si no hay descomposición, entonces no se desperdicia oxígeno. Por lo tanto, los pantanos aportan alrededor del 50 por ciento del oxígeno que producen al fondo general (la otra mitad es utilizada por los habitantes de estos lugares inhóspitos, pero muy útiles).

Sin embargo, la contribución de los pantanos al total " fundación caritativa"Oxígeno" no es muy grande, porque no hay tantas en la Tierra. Las algas microscópicas del océano, cuyo conjunto los científicos llaman fitoplancton, participan mucho más activamente en la "caridad de oxígeno". Estas criaturas son tan pequeñas que a simple vista son casi imposibles de ver. Sin embargo, sus cantidad total muy grande, el número asciende a millones de miles de millones.

El fitoplancton del mundo entero produce 10 veces más oxígeno del que necesita para respirar. Suficiente para proporcionar gas útil a todos los demás habitantes de las aguas, y una gran cantidad acaba en la atmósfera. En cuanto al consumo de oxígeno para la descomposición de los cadáveres, en el océano es muy bajo: alrededor del 20 por ciento de la producción total.

Esto sucede debido al hecho de que los organismos muertos son inmediatamente devorados por los carroñeros, que agua de mar vive una gran multitud. Éstos, a su vez, serán devorados por otros carroñeros después de la muerte, y así sucesivamente, es decir, los cadáveres casi nunca yacen en el agua. Sigue siendo lo mismo que ya nadie puede imaginar. interés especial, caen al fondo, donde viven pocas personas, y simplemente no hay nadie que los descomponga (así se forma el conocido limo), es decir, en en este caso No se consume oxígeno.

Entonces, el océano suministra a la atmósfera aproximadamente el 40 por ciento del oxígeno que produce el fitoplancton. Es esta reserva la que se consume en aquellas zonas donde se produce muy poco oxígeno. Estos últimos, además de ciudades y pueblos, incluyen desiertos, estepas y praderas, además de montañas.

Entonces, por extraño que parezca, la raza humana vive y prospera en la Tierra precisamente gracias a las microscópicas "fábricas de oxígeno" que flotan en la superficie del océano. Son ellos a quienes deberíamos llamar “los pulmones del planeta”. Y protéjase de todas las formas posibles de la contaminación por petróleo, el envenenamiento por metales pesados, etc., porque si de repente detienen sus actividades, usted y yo simplemente no tendremos nada que respirar.

El marcado aumento del oxígeno libre en la atmósfera terrestre hace 2.400 millones de años parece haber sido el resultado de una transición rápida de un estado de equilibrio a otro. El primer nivel correspondía a una concentración extremadamente baja de O 2, aproximadamente 100.000 veces menor que la que se observa actualmente. El segundo nivel de equilibrio podría haberse alcanzado con una concentración mayor, no menos del 0,005 de la moderna. El contenido de oxígeno entre estos dos niveles se caracteriza por una extrema inestabilidad. La presencia de tal “biestabilidad” permite comprender por qué hubo tan poco oxígeno libre en la atmósfera de la Tierra durante al menos 300 millones de años después de que las cianobacterias (“algas”) comenzaron a producirlo.

Actualmente, la atmósfera terrestre está compuesta por un 20% de oxígeno libre, que no es más que un subproducto de la fotosíntesis de cianobacterias, algas y plantas superiores. Los bosques tropicales liberan mucho oxígeno, que en las publicaciones populares a menudo se denominan los pulmones del planeta. Al mismo tiempo, sin embargo, no se dice que durante el año los bosques tropicales consumen casi tanto oxígeno como producen. Se gasta en la respiración de organismos que descomponen la materia orgánica terminada, principalmente bacterias y hongos. Para eso, Para que el oxígeno comience a acumularse en la atmósfera, es necesario eliminar del ciclo al menos parte de la sustancia formada durante la fotosíntesis.- por ejemplo, entrar sedimentos del fondo y volverse inaccesible a las bacterias que lo descomponen aeróbicamente, es decir, con el consumo de oxígeno.

La reacción total de la fotosíntesis oxigénica (es decir, “dar oxígeno”) se puede escribir como:
CO 2 + H 2 O + hν→ (CH2O) + O2,
Dónde hν es la energía de la luz solar y (CH 2 O) es la fórmula generalizada de la materia orgánica. La respiración es el proceso inverso, que se puede escribir como:
(CH2O) + O2 → CO2 + H2O.
Al mismo tiempo, se liberará la energía necesaria para los organismos. Sin embargo, la respiración aeróbica sólo es posible con una concentración de O 2 no inferior a 0,01 de nivel moderno(el llamado punto Pasteur). En condiciones anaeróbicas, la materia orgánica se descompone mediante fermentación y las etapas finales de este proceso suelen producir metano. Por ejemplo, la ecuación generalizada para la metanogénesis mediante la formación de acetato es la siguiente:
2(CH2O) → CH3COOH → CH4 + CO2.
Si combinamos el proceso de fotosíntesis con la posterior descomposición de materia orgánica en condiciones anaeróbicas, entonces la ecuación general quedará así:
CO 2 + H 2 O + hν→ 1/2 CH4 + 1/2 CO2 + O2.
Fue precisamente este camino de descomposición de la materia orgánica el que aparentemente fue el principal en la antigua biosfera.

Muchos detalles importantes Aún no está claro cómo se estableció el equilibrio moderno entre el suministro de oxígeno a la atmósfera y su eliminación. Después de todo, hace sólo 2.400 millones de años se produjo un aumento notable en el contenido de oxígeno, la llamada "Gran Oxidación de la Atmósfera", aunque se sabe con certeza que las cianobacterias que realizaban la fotosíntesis oxigenada ya eran bastante numerosas y estaban activas hace 2.700 millones de años. hace, y surgieron incluso antes, quizás hace 3 mil millones de años. Así, dentro de Durante al menos 300 millones de años, la actividad de las cianobacterias no provocó un aumento del contenido de oxígeno en la atmósfera..

La suposición de que, por alguna razón, de repente se produjo un aumento radical en el producción primaria(es decir, el aumento de materia orgánica formada durante la fotosíntesis de las cianobacterias) no resistió las críticas. El hecho es que durante la fotosíntesis, el isótopo ligero de carbono 12 C se consume predominantemente y en el medio ambiente aumenta el contenido relativo del isótopo más pesado 13 C. En consecuencia, los sedimentos del fondo que contienen materia orgánica deben agotarse en el isótopo 13 C. Se acumula en el agua y va hacia la formación de carbonatos. Sin embargo, la proporción de 12 C a 13 C en los carbonatos y en la materia orgánica de los sedimentos permanece sin cambios a pesar de los cambios radicales en la concentración de oxígeno en la atmósfera. Esto significa que el punto no está en la fuente de O 2, sino en su, como dicen los geoquímicos, "sumidero" (eliminación de la atmósfera), que de repente disminuyó significativamente, lo que llevó a un aumento significativo en la cantidad de oxígeno. en la atmósfera.

Generalmente se cree que inmediatamente antes de la "Gran Oxidación de la Atmósfera", todo el oxígeno formado entonces se gastó en la oxidación de compuestos reducidos de hierro (y luego azufre), que abundaban en la superficie de la Tierra. En particular, entonces el llamado "bandas minerales de hierro" Pero recientemente Colin Goldblatt, estudiante de posgrado de la Facultad de Ciencias Ambientales de la Universidad de East Anglia (Norwich, Reino Unido), junto con dos colegas de la misma universidad, llegaron a la conclusión de que el contenido de oxígeno en atmósfera terrestre podría ser una de dos cosas estados de equilibrio: puede ser muy pequeño, unas 100 mil veces menos que ahora, o ya bastante (aunque desde la posición de un observador moderno es pequeño), no menos de 0,005 del nivel moderno.

En el modelo propuesto, tuvieron en cuenta la entrada a la atmósfera tanto de oxígeno como de compuestos reducidos, prestando especial atención a la proporción entre oxígeno libre y metano. Observaron que si la concentración de oxígeno supera el 0,0002 del nivel actual, entonces parte del metano ya puede ser oxidado por bacterias metanótrofas según la reacción:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O.
Pero el resto del metano (y hay bastante, especialmente en concentraciones bajas de oxígeno) ingresa a la atmósfera.

Todo el sistema se encuentra en un estado de desequilibrio desde el punto de vista de la termodinámica. El principal mecanismo para restablecer el equilibrio alterado es la oxidación del metano en capas superiores atmósfera por radical hidroxilo (ver Fluctuaciones del metano en la atmósfera: el hombre o la naturaleza - quién gana, "Elementos", 06/10/2006). Se sabe que el radical hidroxilo se forma en la atmósfera bajo la influencia de radiación ultravioleta. Pero si hay mucho oxígeno en la atmósfera (al menos 0,005 del nivel actual), entonces se forma una pantalla de ozono en sus capas superiores, que protege bien a la Tierra de los duros ataques. rayos ultravioleta y al mismo tiempo interfiriendo con la oxidación fisicoquímica del metano.

Los autores llegan a la conclusión un tanto paradójica de que la mera existencia de la fotosíntesis oxigénica no es condición suficiente ni para que se forme una atmósfera rica en oxígeno ni para que surja un escudo de ozono. esta circunstancia Debe tenerse en cuenta en los casos en que intentamos encontrar signos de existencia de vida en otros planetas a partir de los resultados de un estudio de su atmósfera.

Anfípodos del género Phronimus: uno de los habitantes del océano.

Biólogos y oceanólogos han publicado los resultados del mayor y más meticuloso estudio de una miniatura vida marina para el conjunto historia científica. La misión, que duró tres años y medio, se llevó a cabo en el barco Tara. Durante este tiempo, los investigadores recorrieron 140.000 kilómetros y tomaron 35.000 muestras de plancton en 210 lugares diferentes de los océanos del mundo. uno de resultados interesantes El estudio identificó el papel del plancton en el suministro de oxígeno al planeta. publicado en la revista Science.

Durante el viaje, tuvieron que pasar 10 días encerrados en el hielo del Ártico, superar tormentas en el mar Mediterráneo y el Estrecho de Magallanes y pasar el Golfo de Adén bajo la protección de barcos de la flota francesa, que los protegían de los piratas. El objetivo principal del estudio fue estudiar la propagación. varios tipos organismos, sus interacciones entre sí y su transmisión. información genética. Se encontraron y registraron alrededor de 40 millones de genes de plancton previamente desconocidos.

Ruta de los buques de investigación

Al estudiar una variedad de pequeñas especies de flora y fauna (el plancton incluye plantas y animales microscópicos, huevos de peces, bacterias, virus y otros microorganismos), los científicos han determinado que esto no es sólo el comienzo cadena alimenticia para animales más grandes.

tara

"El plancton es más que un simple alimento para las ballenas", afirma Chris Bowler, director de investigación del Instituto francés centro estatal investigación científica. “Al ser diminutos, estos organismos son una parte esencial del sistema de soporte vital en la Tierra. Están en la base de la cadena alimentaria y también producen el 50% de nuestro oxígeno a través de la fotosíntesis”. Además, el plancton absorbe dióxido de carbono y lo convierte en carbono orgánico.

¿Y qué no entra a la red?

Según los investigadores, cada sorbo de agua de mar contiene alrededor de 200 millones de virus, cuya principal presa son los 20 millones de bacterias que se encuentran allí. Los científicos también estaban muy interesados en el hecho de que la diversidad de plancton es mucho mayor de lo que se pensaba, mientras que la diversidad de virus resultó ser menor de lo esperado.

Varios bebes

Se ha establecido que la interacción diferentes tipos El plancton está regulado por la temperatura del agua, y cuando dos corrientes se encuentran diferentes temperaturas Las colonias de plancton no se mezclan entre sí. También se pudo demostrar la hipótesis planteada anteriormente de que los virus aparecen en un número limitado de lugares del océano y luego son transportados por las corrientes oceánicas.

Captura de plancton / Reuters

Comprender los procesos que ocurren en el mundo del plancton ayudará, en particular, a perfeccionar los modelos predictivos del cambio climático.

Fuentes de oxígeno en el planeta y en la ciudad de Moscú. Breve descripción general. 17 de agosto de 2010

Actualmente, la atmósfera contiene aproximadamente (1,2-2,0) * 10 + 15 toneladas de oxígeno. Como resultado de la fotosíntesis de las plantas verdes, (0,7-1,0) * se producen anualmente en la tierra 1011 toneladas de este gas necesario para la vida. Durante el mismo período, el océano mundial produce alrededor de 4,0 * 1011 t 02. Cantidad significativa El oxígeno se utiliza en los procesos de respiración de organismos heterótrofos. La tasa de consumo de oxígeno en estos procesos es de aproximadamente 0,22*1011 t/año.
Otra fuente de oxígeno en la atmósfera, el proceso de fotodisociación de las moléculas de agua, tiene poco efecto sobre el equilibrio de este gas, ya que de esta forma se forman aproximadamente 2 * 10 + 6 toneladas de 02 al año.
El principal proveedor de oxígeno son las plantas. Las plantas absorben 170 mil millones de toneladas de la atmósfera cada año mediante la fotosíntesis. dióxido de carbono, liberando oxígeno. El misterio de convertirlo en materia orgánica se da en las células vivas con la ayuda de la clorofila y la luz. El componente principal de este proceso es la fotólisis del agua. Durante él de las moléculas de agua bajo la influencia de la energía. rayos de sol Se libera oxígeno y el hidrógeno se utiliza para reducir el dióxido de carbono.
Se cree que las plantas generan hasta 100 mil millones de toneladas de materia orgánica al año. Al mismo tiempo, consumen 130 mil millones de toneladas de agua y de ella se liberan 115 mil millones de toneladas de oxígeno.
Dos tercios de la masa orgánica resultante proceden de plantas terrestres y un tercio de plancton y algas. De lo que crece en el suelo, dos tercios son productos forestales.
El bosque tranquilo es un gran trabajador. Se estima que una hectárea de buenos árboles (los silvicultores utilizan ese término) absorbe hasta seis toneladas y media de dióxido de carbono al año y libera hasta cinco toneladas de oxígeno, tanto como lo que una gran aldea necesita para respirar aire limpio. En este sentido, ni una sola fábrica de oxígeno hecha por el hombre (y sin duda agravaría aún más la contaminación). ambiente!) no se puede comparar con la buena madera.
Rendimiento para todos especies de árboles varía dependiendo de la edad. Digamos que una hectárea de pinar a los 20 años absorbe 9 toneladas de dióxido de carbono al año, y a los 60 años, 13. Esto significa que los pinares de mitad de temporada son las "fábricas" verdes más productivas. aire limpio, es decir, son ellos los que caen bajo la sierra y el hacha en primer lugar.
Ud. diferentes arboles- su propia fuerza productiva. Digamos que si una hectárea de bosque de abetos se toma como 100 por ciento en términos de su capacidad para absorber dióxido de carbono, entonces un abedul, un álamo temblón y cualquier otro bosque de hoja caduca da un 120 por ciento. bosque de pinos- 150, parque de tilos - - 250, robledal - 450 por ciento, etc.
Pero nuestro álamo común es un ordenanza aérea verdaderamente única. En el ámbito de la salud, él solo puede sustituir tres tilos, cuatro pinos y siete abetos.
Cálculos realizados por científicos para los bosques de la cuenca del Amazonas (y este es el macizo más grande bosques tropicales en la Tierra) han demostrado que en años más húmedos la producción de materia orgánica supera su descomposición, de modo que se libera más oxígeno del que se consume. Y en condiciones más secas, por el contrario, la descomposición es más intensa que la creación de una nueva sustancia y, en consecuencia, se consume más oxígeno del que se libera. En promedio, durante un período de diez años, estos procesos están equilibrados.
El oxígeno libre puede acumularse en la atmósfera sólo si se elimina del ciclo una cantidad equivalente de materia orgánica formada. En otras palabras, se vuelve inaccesible a la influencia de hongos, bacterias y animales.
Reservas de carbón, turba, petróleo: toda esta materia orgánica acabó enterrada en sedimentos y el oxígeno que una vez se liberó durante su formación permaneció en la atmósfera. Lugares donde se retira del ciclo gran número todavía existe materia orgánica. Se trata, por ejemplo, de las turberas, en las que Rusia es tan rica.Si por "pulmones" nos referimos a un órgano que suministra oxígeno al cuerpo y le elimina el dióxido de carbono, entonces los "pulmones del planeta" son, ante todo, pantanos. ??????????

“Habrá más vegetación en Moscú”, prometió a KP el Departamento de Protección Ambiental de la capital. - Existe un plan general de paisajismo en Moscú hasta 2020. Y dentro de 11 años, por cada moscovita habrá 26 metros cuadrados espacios verdes.

Los planes son impresionantes. El 23% del terreno actualmente ocupado por zonas industriales y pequeños ríos, cuyas orillas están arrasadas y ensuciadas, quiere que se planten árboles. Donde había vallas, planean crear parques y plazas. Sólo... es difícil de creer. He visto muchas veces cómo se construyen complejos comerciales en lugar de jardines públicos. Ante mis ojos desfiguraron el parque Druzhba cerca de la estación. estación de metro "Rechnoy Vokzal" ¡Pero nunca he visto el nuevo parque! Cuando un sitio queda repentinamente vacío en Moscú, inmediatamente se instala en él un edificio de élite, una tienda o una oficina. ¿Quizás porque un funcionario siempre puede obtener una considerable recompensa por una obra? ¿Qué obtendrás por el cuadrado? Los residentes no contribuyen ni traen nada. Esto significa que no habrá ningún daño para ellos...

Existe la opinión de que los bosques son los “pulmones del planeta”, ya que se cree que son los principales proveedores de oxígeno a la atmósfera. Sin embargo, en realidad este no es el caso. Los principales productores de oxígeno viven en el océano. Estos bebés no se pueden ver sin la ayuda de un microscopio. Pero todos los organismos vivos de la Tierra dependen de sus medios de subsistencia.

Nadie negará el hecho de que la atmósfera de oxígeno de la Tierra fue creada y continúa siendo mantenida por las plantas. Esto sucedió porque aprendieron a crear sustancias orgánicas a partir de inorgánicas utilizando la energía de la luz solar (como recordamos del curso de biología de la escuela, un proceso similar se llama fotosíntesis). Como resultado de este proceso, las hojas de las plantas liberan oxígeno libre como subproducto de la producción. Este gas que necesitamos sube a la atmósfera y luego se distribuye uniformemente por toda ella.

Según varios institutos, cada año se liberan a la atmósfera de nuestro planeta alrededor de 145 mil millones de toneladas de oxígeno. Además, la mayor parte se gasta, como es lógico, no en la respiración de los habitantes de nuestro planeta, sino en la descomposición de organismos muertos o, simplemente, en la descomposición (alrededor del 60 por ciento del que utilizan los seres vivos). Entonces, como puedes ver, el oxígeno no solo nos da la oportunidad de respirar profundamente, sino que también actúa como una especie de estufa para quemar basura.

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Sin embargo, la contribución de los pantanos al "fondo caritativo de oxígeno" general no es muy grande, porque no hay tantos en la Tierra. Las algas microscópicas del océano, cuyo conjunto los científicos llaman fitoplancton, participan mucho más activamente en la "caridad de oxígeno". Estas criaturas son tan pequeñas que es casi imposible verlas a simple vista. Sin embargo, su número total es muy grande y asciende a millones de miles de millones.Entonces, las partes muertas de las plantas, sin descomponerse, se hunden hasta el fondo, formando depósitos de turba. Y si no hay descomposición, entonces no se desperdicia oxígeno. Por lo tanto, los pantanos aportan alrededor del 50 por ciento del oxígeno que producen al fondo general (la otra mitad es utilizada por los habitantes de estos lugares inhóspitos, pero muy útiles).

Esto sucede debido al hecho de que los organismos muertos son inmediatamente devorados por los carroñeros, de los cuales hay muchos que viven en el agua de mar. Éstos, a su vez, serán devorados por otros carroñeros después de la muerte, y así sucesivamente, es decir, los cadáveres casi nunca yacen en el agua. Los mismos restos, que ya no son de especial interés para nadie, caen al fondo, donde viven pocas personas, y simplemente no hay nadie que los descomponga (así se forma el conocido limo), es decir, en En este caso, no se consume oxígeno.