Вход / Регистрация
05.11.2024, 04:15
Выбор фона:
27.09.2016
Атмосфера Земли по неизвестной причине теряет кислород
Атмосфера нашей планеты теряет кислород. К счастью, речь пока не идет об объемах, которые заставляли бы серьезно волноваться: за последние 800 000 лет уровень кислорода снизился на 0,7 процента. Тем не менее ученые озадачены, так как не могут понять, почему это происходит.
«Мы провели анализ больше из-за интереса, нежели из-за каких-то ожиданий», — говорит геолог Дэниель Столпер из Принстонского университета.
«Мы не знали, будет ли уровень кислорода больше, меньше или останется на прежней отметке. Но, как выяснилось, существует весьма четкая тенденция».
Атмосферный уровень кислорода серьезно изменялся на протяжении всей истории Земли, однако получить какие-то конкретные цифры оказалось весьма сложной задачей даже для ученых. Нам известно, что в течение нескольких первых миллиардов лет в атмосфере нашей планеты вообще не было никакого кислорода. Затем, благодаря развитию крошечных водорослей – цианобактерий, — в небе постепенно стал скапливаться кислород, что впоследствии вызвало настоящий апокалипсис для бескислородных форм жизни.
С развитием и распространением жизни кислород продолжал накапливаться в нашей атмосфере до тех пор, пока его объем не стал достаточным для поддержания сложных форм жизни. За последние несколько сотен миллионов лет существенных изменений в кислородном уровне не было, поэтому жизнь в буквальном смысле процветала.
Если отбросить исторический аспект, то единственное, что известно ученым, так это то, что уровень кислорода очень динамический. Животные, например, и мы потребляем кислород каждую секунду. Поддерживать его уровень в атмосфере помогают растения, которые его производят в результате процесса, известного как фотосинтез. В это сложно поверить, но даже силикатные породы (если рассматривать вопрос в более длительном временном аспекте) «потребляют» кислород.
«Каждую тысячу лет или около того весь запас кислорода в нашей атмосфере превращается в воду, а затем опять в кислород. Но при этом каждый раз часть кислорода утрачивается», — говорит Столпер.
Проблема в том, что при достаточном количестве времени небольшая утечка может превратиться в очень серьезную катастрофу. Катастрофу мирового масштаба, способную изменить уровень обитаемости планеты. Поэтому Столпер, а также Джон Хиггинс и несколько их коллег из Принстонского университета решили выяснить, можно ли измерить этот уровень утечки.
Для решения этого вопроса ученые обратились к информации о самых крупных местах содержания огромных запасов кислорода на нашей планете. Речь идет о ледяных шапках Гренландии и Антарктиды, в которых содержатся заточенные пузырьки кислорода, представляющие собой своеобразные снимки нашей атмосферы за последние несколько миллионов лет. Изучив соотношение изотопов кислорода и азота в этих пузырьках, ученые смогли высчитать следующее: уровень кислорода за последние 800 000 лет снизился на 0,7 процента.
В опубликованной на днях в научном журнале Science статье ученые предложили несколько возможных объяснений. Геологическая история показывает, что скорость эрозийных процессов несколько увеличилась. В свою очередь, более резкие окислительные процессы свежих отложений атмосферой потребовали повышенного потребления кислорода. Долгоиграющие климатические изменения тоже могли сыграть свою роль. Если не брать в расчет вызванное деятельностью человека недавнее глобальное потепление, средняя температура нашей планеты за последние несколько миллионов лет постоянно снижалась.
«С понижением температуры в океанах растворимость кислорода повышается, потому что в этом случае для окисления органического углерода [в океане] требуется потребление большего объема кислорода, что в конечном итоге снижает отдаваемый объем кислорода в атмосферу», — говорит ученый.
Столпер добавляет, что могут быть и другие объяснения наблюдаемого спада, и выяснение истинной причины может оказаться довольно сложной задачей. Однако знание того, что именно регулирует кислородный цикл, действительно стоит тех усилий, что потребуются. В конце концов это знание может помочь нам понять то, что именно делает обитаемую планету обитаемой. На фоне поиска новых экзопланет эта информация может оказаться бесценной для науки.
Следует отметить, что анализ Столпера исключает один весьма важный аспект: последние 200 лет развития человеческой промышленности.
«Мы потребляем кислород в тысячу раз больше, чем раньше. Человечество серьезно сократило цикличность кислорода путем сжигания миллионов и миллиардов тонн углеродов», — комментирует ученый.
И хотя Столпер успокаивает, что в ближайшем будущем наша планета не утратит критический запас чистого воздуха для дыхания, «все это является очередным индикатором и доказательством нашей коллективной способности влиять на многие естественные процессы, происходящие на Земле, заметно их ускоряя во вред самим себе».
«Мы провели анализ больше из-за интереса, нежели из-за каких-то ожиданий», — говорит геолог Дэниель Столпер из Принстонского университета.
«Мы не знали, будет ли уровень кислорода больше, меньше или останется на прежней отметке. Но, как выяснилось, существует весьма четкая тенденция».
Атмосферный уровень кислорода серьезно изменялся на протяжении всей истории Земли, однако получить какие-то конкретные цифры оказалось весьма сложной задачей даже для ученых. Нам известно, что в течение нескольких первых миллиардов лет в атмосфере нашей планеты вообще не было никакого кислорода. Затем, благодаря развитию крошечных водорослей – цианобактерий, — в небе постепенно стал скапливаться кислород, что впоследствии вызвало настоящий апокалипсис для бескислородных форм жизни.
С развитием и распространением жизни кислород продолжал накапливаться в нашей атмосфере до тех пор, пока его объем не стал достаточным для поддержания сложных форм жизни. За последние несколько сотен миллионов лет существенных изменений в кислородном уровне не было, поэтому жизнь в буквальном смысле процветала.
Если отбросить исторический аспект, то единственное, что известно ученым, так это то, что уровень кислорода очень динамический. Животные, например, и мы потребляем кислород каждую секунду. Поддерживать его уровень в атмосфере помогают растения, которые его производят в результате процесса, известного как фотосинтез. В это сложно поверить, но даже силикатные породы (если рассматривать вопрос в более длительном временном аспекте) «потребляют» кислород.
«Каждую тысячу лет или около того весь запас кислорода в нашей атмосфере превращается в воду, а затем опять в кислород. Но при этом каждый раз часть кислорода утрачивается», — говорит Столпер.
Проблема в том, что при достаточном количестве времени небольшая утечка может превратиться в очень серьезную катастрофу. Катастрофу мирового масштаба, способную изменить уровень обитаемости планеты. Поэтому Столпер, а также Джон Хиггинс и несколько их коллег из Принстонского университета решили выяснить, можно ли измерить этот уровень утечки.
Для решения этого вопроса ученые обратились к информации о самых крупных местах содержания огромных запасов кислорода на нашей планете. Речь идет о ледяных шапках Гренландии и Антарктиды, в которых содержатся заточенные пузырьки кислорода, представляющие собой своеобразные снимки нашей атмосферы за последние несколько миллионов лет. Изучив соотношение изотопов кислорода и азота в этих пузырьках, ученые смогли высчитать следующее: уровень кислорода за последние 800 000 лет снизился на 0,7 процента.
В опубликованной на днях в научном журнале Science статье ученые предложили несколько возможных объяснений. Геологическая история показывает, что скорость эрозийных процессов несколько увеличилась. В свою очередь, более резкие окислительные процессы свежих отложений атмосферой потребовали повышенного потребления кислорода. Долгоиграющие климатические изменения тоже могли сыграть свою роль. Если не брать в расчет вызванное деятельностью человека недавнее глобальное потепление, средняя температура нашей планеты за последние несколько миллионов лет постоянно снижалась.
«С понижением температуры в океанах растворимость кислорода повышается, потому что в этом случае для окисления органического углерода [в океане] требуется потребление большего объема кислорода, что в конечном итоге снижает отдаваемый объем кислорода в атмосферу», — говорит ученый.
Столпер добавляет, что могут быть и другие объяснения наблюдаемого спада, и выяснение истинной причины может оказаться довольно сложной задачей. Однако знание того, что именно регулирует кислородный цикл, действительно стоит тех усилий, что потребуются. В конце концов это знание может помочь нам понять то, что именно делает обитаемую планету обитаемой. На фоне поиска новых экзопланет эта информация может оказаться бесценной для науки.
Следует отметить, что анализ Столпера исключает один весьма важный аспект: последние 200 лет развития человеческой промышленности.
«Мы потребляем кислород в тысячу раз больше, чем раньше. Человечество серьезно сократило цикличность кислорода путем сжигания миллионов и миллиардов тонн углеродов», — комментирует ученый.
И хотя Столпер успокаивает, что в ближайшем будущем наша планета не утратит критический запас чистого воздуха для дыхания, «все это является очередным индикатором и доказательством нашей коллективной способности влиять на многие естественные процессы, происходящие на Земле, заметно их ускоряя во вред самим себе».
Комментарии 29
1 2 »
|
+1  
Lilu
28.09.2016 08:20
[Материал]
и т.д. и т.п. В общем материала много по этой теме в интернете. Хочу лишь добавить... если вы когда-нибудь начнете мерзнуть, дрожать от холода, то задержите ненадолго дыхание, вам это поможет согреться. Попробуйте испытать на себе этот эффект. Выдыхайте воздух медленно и небольшими порциями.
 Надеюсь, что когда-нибудь кому-нибудь это маленькое знание пригодится в жизни. |
|
|
0
Lilu
28.09.2016 08:13
[Материал]
Можно также подкисливать кровь в капиллярах молочной кислотой и тогда возникает эффект второго дыхания при физических длительных нагрузках. Для ускорения появления второго дыхания, спортсменам рекомендуют задерживать дыхание на сколько можно. Спортсмен бежит длинную дистанцию, сил нет, все как у нормального человека. Нормальный человек останавливается и говорит: ”Все, больше не могу”. Спортсмен задерживает дыхание и у него открывается второе дыхание, и он бежит дальше.
Дыхание до некоторой степени контролируется сознанием. Мы можем заставить себя дышать чаще или реже, а то и вовсе задержать дыхание. Однако как бы долго мы ни старались сдерживать вдох, наступает момент, когда это становится невозможным. Сигналом для очередного вдоха служит не недостаток кислорода, что могло бы показаться логичным, а избыток углекислого газа. Именно накопившийся в крови углекислый газ является физиологическим стимулятором дыхания. После открытия роли углекислого газа его начали добавлять в газовые смеси аквалангистов, чтобы стимулировать работу дыхательного центра. Этот же принцип используют при наркозе. Все искусство дыхания заключается в том, чтобы почти не выдыхать углекислый газ, терять его как можно меньше. Дыхание йогов как раз соответствует этому требованию. А дыхание обычных людей — это хроническая гипервентиляция легких, избыточное выведение углекислого газа из организма, что обусловливает возникновение около 150 тяжелейших заболеваний, именуемых нередко болезнями цивилизации. (с) |
|
|
0
Lilu
28.09.2016 08:12
[Материал]
Более ста лет назад российский учёный Вериго, а затем и датский физиолог Христиан Бор открыли эффект, названный их именем.
Он заключается в том, что при дефиците углекислого газа в крови нарушаются все биохимические процессы организма. А значит, чем глубже и интенсивней дышит человек, тем больше кислородное голодание организма! Чем больше в организме (в крови) С02 , тем больше 02 (по артериолам и капиллярам) доходит до клеток и усваивается ими. Переизбыток кислорода и недостаток углекислого газа ведут к кислородному голоданию. Было обнаружено, что без присутствия углекислоты кислород не может высвободиться из связанного состояния с гемоглобином (эффект Вериго-Бора), что приводит к кислородному голоданию организма даже при высокой концентрации этого газа в крови. Чем заметнее содержание углекислого газа в артериальной крови, тем легче осуществляется отрыв кислорода от гемоглобина и переход его в ткани и органы, и наоборот - недостаток углекислого газа в крови способствует закреплению кислорода в эритроцитах. Кровь циркулирует по организму, а кислород не отдает! Возникает парадоксальное состояние: кислорода в крови достаточно, а органы сигнализируют о его крайнем недостатке. Человек начинает задыхаться, стремится вдохнуть и выдохнуть, пытается дышать чаще и еще больше вымывает из крови углекислый газ, закрепляя кислород в эритроцитах. Общеизвестно, что во время интенсивных занятий спортом в крови спортсмена увеличивается содержание углекислого газа. Оказывается, именно этим спорт и полезен. И не только спорт, а любые зарядка, гимнастика, физическая работа, одним словом – движение. Повышение уровня СО2 способствует расширению мелких артерий (тонус которых определяет количество функционирующих капилляров) и увеличению мозгового кровотока. Регулярная гиперкапния активирует выработку факторов роста сосудов, что приводит к формированию более разветвленной капиллярной сети и оптимизации тканевого кровообращения мозга. |
|
|
0
Lilu
28.09.2016 08:11
[Материал]
Задача СО2 - вызвать дыхательный рефлекс. Когда его давление повышается, сеть тонких нервных окончаний (рецепторы) немедленно посылает сообщение в луковицы спинного и головного мозга, дыхательные центры, откуда и следует команда начать дыхательный акт. Следовательно, углекислый газ можно считать сторожевым псом, сигнализирующим об опасности. При гипервентиляции пес временно выставляется за дверь.
Углекислота регулирует обмен веществ, так как служит сырьем, а кислород идет на сжигание органических веществ, то есть он только энергетик. Роль углекислоты в жизнедеятельности организма очень многообразна. Приведем лишь некоторые ее основные свойства: она представляет собой прекрасное сосудорасширяющее средство; является успокоителем (транквилизатором) нервной системы, а значит прекрасным анестезирующим средством; участвует в синтезе аминокислот в организме; играет большую роль в возбуждении дыхательного центра. Чаще всего, поскольку углекислый газ жизненно необходим, при его чрезмерной потере в той или иной степени включаются защитные механизмы, пытающиеся остановить его удаление из организма. К ним относятся: - спазм сосудов, бронхов и спазм гладкой мускулатуры всех органов; - сужение кровеносных сосудов; - увеличение секреции слизи в бронхах, носовых ходах, развитие аденоидов, полипов; - уплотнение мембран вследствие отложения холестерина, что способствует развитию склероза тканей; Все эти моменты вместе с затруднением поступления кислорода в клетки при понижении содержания углекислого газа в крови (эффект Вериго-Бора) ведут к кислородному голоданию, замедлению венозного кровотока (с последующим стойким расширением вен). |
|
|
0
Lilu
28.09.2016 08:09
[Материал]
Растения утилизировали почти весь углекислый газ из воздуха и основная его часть, в виде углеродных соединений, вместе с гибелью растений попала в землю, превратившись в полезные ископаемые (уголь, нефть, торф). В настоящее время в атмосфере содержится около 0,03% углекислого газа и примерно 21% кислорода.
Известно, что в воздухе находится примерно 21% кислорода. При этом его уменьшение до 15% или увеличение до 80% не окажет никакого влияния на наш организм. Известно, что в выдыхаемом из легких воздухе содержится еще от 14 до 15% кислорода, доказательством чему служит метод искусственного дыхания "рот в рот", который в противном случае был бы неэффективен. Из 21 % кислорода только 6% адсорбируются тканями тела. В отличие от кислорода на изменение концентрации углекислого газа в ту или иную сторону всего лишь на 0,1% наш организм сразу же реагирует и старается вернуть его к норме. Отсюда можно сделать вывод о том, что углекислый газ примерно в 60-80 раз важнее кислорода для нашего организма. Поэтому мы можем сказать, что эффективность внешнего дыхания может быть определена по уровню углекислого газа в альвеолах. Но для нормальной жизнедеятельности в крови должно быть 7-7,5% углекислого газа, а в альвеолярном воздухе - 6,5%. Извне его получить нельзя, так как в атмосфере почти не содержится углекислого газа. Животные и человек получают его при полном расщеплении пищи, так как белки, жиры, углеводы, построенные на углеродной основе, при сжигании с помощью кислорода в тканях образуют бесценный углекислый газ - основа жизни. Снижение углекислоты в организме ниже 4% – это гибель. |
|
|
0
Lilu
28.09.2016 08:08
[Материал]
Углекислота — источник жизни и регенератор функции организма, а кислород — энергетик.
В древности атмосфера нашей планеты была сильно насыщена углекислым газом (свыше 90 процентов)) , он являлся, и является сейчас, естественным строительным материалом живых клеток. Как пример, реакция биосинтеза растений - поглощение углекислого газа, утилизация углерода и выделение кислорода, и именно в те времена на планете существовала очень пышная растительность. Углекислота так же участвует в биосинтезе животного белка, в этом некоторые ученые видят возможную причину существования много миллионов лет назад гигантских животных и растений. Наличие пышной растительности постепенно привело к изменению состава воздуха, уменьшилось содержание углекислого газа, но внутренние условия работы клеток по-прежнему определялись высоким содержанием углекислоты. Первые животные, появившиеся на Земле и питавшиеся растениями, находились в атмосфере с высоким содержанием углекислого газа. Поэтому их клетки, а позже и созданные на базе древней генетической памяти клетки современных животных и человека, нуждаются в углекислой среде внутри себя (6-8% углекислоты и 1-2% кислорода) и в крови (7-7,5% углекислого газа). |
|
|
0
Lilu
28.09.2016 08:06
[Материал]
Кислород представляется своего рода ценным элементом, он как бы источник любой жизни, и кое-кто даже сравнивает его с известным из йоги понятием «Прана». Нет более неправильного мнения. На самом деле, кислород - это регенерирующий элемент, служащий для очистки клетки от всех ее отходов и некоторым образом для ее сжигания. Отбросы клетки должны постоянно очищаться, иначе возникает повышенная интоксикация или смерть. Наиболее чувствительны к интоксикации клетки мозга, они погибают без кислорода (в случае апноэ) спустя четыре минуты.
Углекислый газ проходит эту цепочку в обратном направлении: образуется в тканях, затем поступает в кровь и оттуда через дыхательные пути выводится из организма. У здорового человека эти два процесса находятся в состоянии постоянного равновесия, когда соотношение углекислого газа и кислорода составляет пропорцию 3:1. |
|
|
0
Lilu
28.09.2016 08:04
[Материал]
Жизнь на Земле миллиарды лет развивалась при высокой концентрации углекислоты. И углекислый газ стал необходимым компонентом обмена веществ. Клеткам животных и человека углекислого газа нужно около 6—7 процентов. А кислорода — всего 2 процента. Этот факт установили эмбриологи. Оплодотворенная яйцеклетка в первые дни находится почти в бескислородной среде - кислород для нее просто губителен. И только по мере имплантации и формирования плацентарного кровообращения постепенно начинает осуществляться аэробный способ производства энергии.
Кровь плода содержит кислорода в 4 раза меньше, а углекислого газа в 2 раза больше, чем у взрослого человека. Если же кровь плода начать насыщать кислородом он моментально погибает. Избыток кислорода губителен для всего живого, ведь кислород — это сильный окислитель, который при определенных условиях может разрушать мембраны клеток. |
|
|
0 |
|
+2 |
Архив записей
Мы в соцсетях
