الأكسجين غاز بدون لون ورائحة وطعم يحيط بنا في كل مكان. كيف يتم تجديد احتياطيات الأكسجين بانتظام ، وهل يعتمد مقدارها أيضًا على الوقت من العام؟
من أين يأتي الأكسجين؟
حتى من المدرسة ، بالتأكيد يعلم الجميع أن الأكسجين يدخل الغلاف الجوي بسبب العمل المستمر للنباتات. ولذلك ، فإن مشكلة تدمير الغابات واستعادتها ذات صلة مستمرة. علاوة على ذلك ، تزداد الحاجة إلى الأكسجين كل عام.
يتم إنتاج الأكسجين من قبل النباتات نتيجة لعملية كيميائية معقدة - التمثيل الضوئي. أثناء ذلك ، يتم تحويل طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية. تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين ، وهو في هذا التفاعل منتج ثانوي ، وكذلك مادة عضوية. يقدر العلماء أن النباتات الخضراء تنتج حوالي 6 أطنان من الأكسجين لكل طن مطلوب لتنفسها.
هذه بالطبع مؤشرات مهمة ، ولكن من الجدير بالذكر أن الأكسجين المنبعث من النباتات البرية لا يشكل سوى 20٪ من إجمالي الكمية. استلام الباقي يتم توفير 80 ٪ من الأكسجين عن طريق الطحالب البحرية والمحيطات، والتي لها اسم شائع - العوالق النباتية. لهذا السبب ، يُطلق على المحيط بشكل غير رسمي اسم "رئتي" كوكبنا.
يستمر رد الفعل الضوئي بشكل رئيسي في الطحالب الخضراء المزرقة. في مخطط مبسط لهذا التفاعل ، هذا على النحو التالي.يتحد ثاني أكسيد الكربون مع الماء والنتيجة مادتان - الجلوكوز والأكسجين. بالمناسبة ، تعتبر العوالق النباتية أن هذا الأخير غير ضروري ، لذلك يتم إطلاق الأكسجين الزائد في الماء ، ثم في الغلاف الجوي. في هذه الحالة ، تتطلب الطحالب طاقة لتنفيذ التفاعل. يحصلون عليه من ضوء الشمس الذي يدخل الماء.
حقيقة مثيرة للاهتمام: لماذا تنتج النباتات (الأرض وتحت الماء) بالضبط الأكسجين؟ لأن لديهم صبغة خاصة - الكلوروفيل ، تتم المشاركة في عملية التمثيل الضوئي. وبفضل هذا الصباغ يتم طلاء النباتات باللون الأخضر.
هل تتغير كمية الأكسجين على مدار العام؟
يتكون الهواء من عدد كبير من الغازات المختلفة. في الوقت نفسه ، يحتل الأكسجين حوالي 21 ٪ من حيث الحجم ، و 78 ٪ من النيتروجين. المكونات المتبقية ، مع انخفاض الحجم ، هي الأرجون ، وثاني أكسيد الكربون ، والنيون ، وما إلى ذلك. إذا كنت تأخذ مناطق صغيرة فردية ، ستلاحظ أنه من الصعب التنفس في مكان ما ، في مكان ما أسهل. على سبيل المثال ، داخل مدينة كبيرة ، يكون مستوى ثاني أكسيد الكربون أعلى بسبب الإنتاج والعديد من المركبات ، إلخ. في الغابة ، على العكس من ذلك ، هناك كثافة عالية من الأكسجين ، في حين أن CO₂ أقل. ومع ذلك بشكل عام ، تبقى كمية الأكسجين في الغلاف الجوي ثابتة دائمًا في حدود 21٪، لأن هناك خلطًا ثابتًا وموحدًا لجميع الغازات.
الأكسجين في الشتاء
في فصل الشتاء ، يصبح الأكسجين الموجود في الهواء أقل من 0.01٪. ومع ذلك ، فإن نسبة انخفاضه صغيرة جدًا لدرجة أنه بالنسبة للأشخاص والكائنات الحية الأخرى ، تمر هذه التغييرات دون أن يلاحظها أحد ، وبالتالي فهي آمنة تمامًا.في فصل الشتاء ، تتوقف النباتات المتساقطة بالطبع عن المشاركة في عملية إنتاج الأكسجين ، ولكنها لا تزال صنوبرية ، وكذلك العوالق النباتية ، التي لا تخاف من درجات الحرارة تحت الصفر.
كيف يقيس العلماء مستويات الأكسجين. بدأ بنشاط في هذه الدراسات في 90s. لهذا ، يتم استخدام محطات الطقس المثبتة في زوايا مختلفة من الكوكب لنقاء التجربة. في محطات الطقس ، يتم أخذ الهواء بانتظام ، ثم تتم مقارنة العينات التي تم الحصول عليها مع التحكم. تتبع التغيرات ليس فقط الأكسجين ولكن أيضًا النيتروجين.
هذه التجارب تعطي نتائج واضحة. ثبت أنه في نصف الكرة الأرضية الشمالي ، تكون تقلبات الأكسجين ملحوظة أكثر من الجنوب. في فصل الشتاء ، ينخفض حجم الأكسجين هنا بمقدار 24 جزءًا في المليون ، وبما أن إجماليه يبلغ حوالي 210،000 لكل مليون ، فإن التقلبات غير مهمة حقًا.
في فصل الشتاء ، يصبح الأكسجين الموجود في الهواء أقل. يدخل الغلاف الجوي من خلال النباتات. تتساقط الأوراق في الشتاء ، لذلك عندما يأتي الطقس البارد ، تنخفض كمية الأكسجين في الهواء. ومع ذلك ، تبقى الصنوبريات ، ومعظم الأكسجين (80 ٪) يأتي من النباتات تحت الماء - العوالق النباتية. وبالتالي ، فإن انخفاض حجم الأكسجين في فصل الشتاء ضئيل - فقط 0.01 ٪. بالنسبة لجميع الكائنات الحية ، فإن هذه التقلبات غير مرئية وآمنة.
