Предисловие:
1. Тут кто-то просил меня на форум подготовить данную тему.
2. Некоторые люди на форуме высказали сомнение по моему докладу.
3. Читайте, доказывайте обратное, с радостью подискутирую.
Круговорот кислорода (свободного). Основные заблуждения.
В данном докладе рассматриваются основные заблуждения, связанные с круговоротом свободного кислоро-да на Земле.
Заблуждение №1 – леса являются «легкими планеты».
Подразумевается, что именно леса ответственны за поддержание в атмосфере кислорода.
Объясняется это тем, что согласно формуле (1) леса поглощают углекислый газ, а выделяют кислород.
nСО2 + nН2О = СnНmОn + nО2 (1)
Поглощенный углерод используется для роста растения. На этом рассмотрение данного процесса заканчи-вается. Однако, если полностью проследить жизненный путь растения, то необходимо отметить, что после гибели дерева наблюдается обратный процесс (гниение или горение), идущий по той же самой формуле, но в другом направлении
СnНmОn + nО2 = nСО2 + nН2О (2)
Итак, полный жизненный цикл растения, связанный с потреблением и выделением кислорода можно опи-сать так:
nСО2 + nН2О = СnНmОn + nО2 = nСО2 + nН2О (3)
Как видим, общее количество кислорода не увеличилось. Таким образом, леса сами по себе не являются «легкими планеты».
Из приведенной формулы (3) можно увидеть, что для того, чтобы леса являлись производителями кислоро-да, а не только его потребителями, необходимо либо, чтобы реакция разложения целлюлозы протекала бы по другому сценарию, либо вообще исключить целлюлозу из данной цепочки.
Рассмотрим первый вариант.
Вот реакции, где происходит меньшее потребление кислорода, на примере глюкозы:
С6H12O6 + O2 = 5C + CO2 + 6H2O (4)
С6Н12О6 = 3С + 3О2 + 3СН4 (5)
Вроде бы все нормально, но необходимо отметить, что данные реакции требует специфических условий (например, реакция (4) идет при недостатке кислорода), что в естественной среде происходит крайне редко и маловероятно.
Рассмотрим второй вариант.
Исключить целлюлозу можно путем захоронения растений либо искусственно (полигоны) либо естествен-но (болота). Данные варианты и реализуются в настоящий момент на Земле, однако леса здесь являются лишь поставщиком сырья, а не конечным его потребителем.
Исходя из вышесказанного можно сделать вывод, что леса не являются необходимым звеном в поддержа-нии уровня кислорода на Земле, если только не происходит постоянное захоронение отмерших растений.
Заблуждение №2 – кроме лесов, только фитопланктон выделяет кислород.
Очень большое значение в производстве дополнительного кислорода на Земле имеет фотохимическое раз-ложение водяного пара в верхних слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца
2H2O = 2H2 + O2 (6)
А так как кислород после разложения водяных паров, более тяжелый газ, то он опускается к земной поверх-ности, а вот водород, как самый легкий газ, поднимается в верхние слои атмосферы, и часть атомов водорода мигрируют в околоземное космическое пространство.
Чтобы показать не только механизм, но и возможный объем проведем небольшие расчеты.
На 1 квадратный метр обращенной к Солнцу поверхности площадки в окрестностях Земли ежесекундно по-ступает 1400 Дж энергии, переносимой солнечным электромагнитным излучением Из них не менее 10% при-ходится на ультрафиолетовую часть солнечного излучения, или 140 Дж. На квадратный километр земной по-верхности приходится 140 000 кДж. Перемножим площадь земной поверхности, на которую падает ежесе-кундно солнечный свет (она равна не менее половины поверхности Земли), и получим общее количество энергии. Площадь земной поверхности – примерно 510 млн. км2. Значит, площадь земли ежесекундно осве-щаемой Солнцем составляет 510 : 2 = 255 млн. км2.
255 млн. км2 • 140 000 кДж = 35,7•1012 кДж
Конечно, не вся энергия расходуется, на разложение воды, поэтому предположим, что на это затрачивается только 1% энергии (0,357•1012 кДж).
Для разложения 36 грамм воды и получения 32 грамм кислорода, необходимо затратить 285,4 кДж.
Итак, ежесекундно на Земле под влиянием ультрафиолетовых лучей образуется следующее количество ки-слорода:
(0,357•1012 кДж • 32 грамма)/285,4 кДж = 4•1010 грамм = 0,04 млн. тонн кислорода в секунду.
В год это будет составлять 52•109 тонн кислорода. При этом считается, что поступление кислорода от фито-планктона и растений равно 1,55•109 тонн/год. Разница, что называется, ощутима.
Дополнение: во втором тезисе есть некторые допущения, которые хотя и не совсем объективно отражают ситуацию, но в качестве черновой версии пойдут, а именно:
а) количество энергии подсчитывалось так, что считалось будто вся поверхность Земли освещается под прямым углом (известно, что Земля имеет форму приплюснутого шара, поэтому количество энергии ею получаемой будет ниже)
б) не расчитано количество воды в тех слоях атмосферы, где идут процессы разложения воды
Данные недостатки будут исправлены впоследствии, поэтому прошу их не обсуждать.
Прочитал. Много букв. Суперотжиг.
Praktik,
По поводу первого заблуждения согласен. За год тропические леса потребляют практически столько же кислорода, сколько образуют. Расходуется он на дыхание организмов, разлагающих готовое органическое вещество, в первую очередь на жизнедеятельность бактерий и грибов.
По поводу второго утверждения.
А где доказательство, что фотохимическое разложение водяного пара в верхних слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетовых лучей Солнца привело к заметному увеличению содержания свободного кислорода в атмосфере Земли 2,4 млрд лет назад?
Ведь считается, что заметное увеличение содержания кислорода, так называемое «Великое окисление атмосферы» (Great Oxidation), произошло только 2,4 млрд лет назад.
Значит следует предположить, что более чем 2,4 млрд лет назад воды в свободном виде (мировой океан) на Земле не было. А это не соответствует действительности.
Praktik,
еще не учел, сколько древесины спасает от гниения сам человек. Сундуку моей бабушки скоро сто лет, а он звенит как новенький. И тем самым сберегает кислород.
Maut, БРАВО!!!
Забавны шутки у природы:
Звенит сундук, спасая воздух,
Вот если б все звенящие уроды
Такую приносили пользу!
простите, не удержался
danger, БРАВО- 2 (раза)!!!!!!!!!!!!
danger, БРАВО - 3 раза. А кто эти звенящие уроды?
Жаль вот Praktikу тему испохабили.
Да ладно, тема-то уже не нова. Все, что об этом достаточно знать, написано в учебнике Одума.
danger,
не можешь петь - не пей.
|
отдельное спасибо
|
1. Объемы образования кислорода не так уж велики по сравнению с его общим содержанием в атмосфере (1,18*10^15). Цифра на 6 порядков больше. Соответственно, накопление кислорода в атмосфере было весьма длительным процессом.
2. Когда на Земле появилась вода?
3. Сколько кислорода растворенов воде?
|
В принципе, верно. Лишь повторил известные истины. Однако, т.к. нет у меня учебника Одума просьба:
1. На сколько подробно в книге разобран механизм образования кислорода из воды под действием ультрафиолета?
2. Нет ли у Вас учебника Одума в электронном виде?
Заранее спсибо.
|
Наука считает, что увеличение свободного кислорода на Земле происходило по геологическим меркам довольно быстро, всего лишь в течение 300 млн лет, что в свою очередь явилось результатом очень быстрого перехода от одного равновесного состояния к другому.
Поэтому если фотохимическое разложение водяного пара под влиянием ультрафиолетовых лучей имеет место быть, то эти процессы не могли являться превалирующими в накоплении кислорода в атмосфере.
|
Думаю, что раньше, чем сформировался состав нынешней атмосферы.
|
Не понятен вопрос. В литре? В тонне? Или в мировом океане?
|
1. Миллион лет = 10^6, т.е. примерно разница между образованием в год кислорода 10^9 и общим количеством кислорода в атмосфере 10^15. Пояснения требуются?
2. Не могу понять откуда сделан вывод, что "если фотохимическое разложение водяного пара под влиянием ультрафиолетовых лучей имеет место быть, то эти процессы не могли являться превалирующими в накоплении кислорода в атмосфере".
|
Точно, где-то на 300 млн. лет раньше, как только появилась вода начался процесс ее разложения атмосфере.
|
В мировом океане. Имеется ввиду, что часть кислорода при образовании была поглощена мировым океаном.
|
А как появилась на земле вода? Создатель напИсал?
Или он сжег атомарный водород выделяющийся из ядра. Но где он тогда взял кислород?
[quote="Usak#16.11.2006 09:39"][[/quote] Не вся органическая масса после гибели растения (мортмасса) окисляется кислородом воздуха до углекислого газа. Значительная ее часть переходит в другую форму существования органики - почвенный гумус и каустобиолиты (торф, сапропель, уголь и т.п). В результате, часть углерода изымается из глобального круговорота и не попадает в атмосферу. Поэтому, в данная формула не совсем корректна.[/quote]
Представляется, что именно в этом корренное отличие реакций протекающих в тропических и сибирских лесах. В сибирских органическая масса в течении 9 месяцев находится под снегом и имеет меньше доступа к кислороду. Полагаю, что кроме "дыхания" океана именно этим объясняется пилообразный график ежегодного содержания углекислоты в атмосфере - "дыхание" сибирских лесов зимой и летом.
|
Уважаемый, читайте статью полностью, ниже об этом говорится (про болота и т.п.). Кстати, очень интересно, много ли гумуса в тайге?
vaselich,
Создатель не смог бы столько напИсать, однозначно.
|
"Катархейский этап (5,0-4,5 млрд. лет) ознаменовался формированием первичной океанической коры. В течение этого этапа в результате деятельности многочисленных вулканов и трещинных излияний образовалась первичная базальтовая оболочка Земли. Эта оболочка, по мнению ученых, была похожа на современную кору Луны. Однако этот наиболее ранний земной ландшафт уже тогда существенно отличался от лунного. Земля на этом этапе приобрела и затем, в отличие от Луны, сохранила водную и газовую оболочки. Водная оболочка первоначально могла покрывать всю поверхность Земли, кроме вулканических архипелагов, т. е. создавалась картина, похожая на современную центральную часть Тихого океана. При этом первичный океан напоминал современные океаны, но отличался меньшей глубиной - порядка 1,5-2 км. "
Отсюда http://www.ssga.ru/erudites_info/geology/geologyZ/1430.html
|
Имелось ввиду нынешнее состояние атмосферы, в которой кислорода около 21%. А когда сформировался мировой океан состав атмосферы, конечно же, был другой, для нас-то не очень приятный (метан, аммиак и т.д.)
А кислород он был всегда, конечно. Только в разных пропорциях и концентрациях.
Вопрос касался темы поднятой Praktik о том какие именно процессы в значительной степени влияли на повышение содержания О2 в атмосфере. Цианобактерии? Фитопланктон? Высшие растения? Или разложение пара ультрафиолетом?
|
Энергия ультрафиолетовых лучей расходуется на образование озонового слоя. С энергетической точки зрения эта реакция (образование О3) более выгодная, чем фотохимическое разложение водяного пара.
Если бы энергия ультрафиолета не поглощалась в стратосфере, то вся вода бы на Земле разложилась, и планета наша представляла бы собой иссушенную пустыню.
Ведь обратного же процесса не наблюдается – образование воды из водорода и кислорода. В противном случае придется предположить, что существуют какие-то другие механизмы на Земле непрерывного образования воды.
В принципе можно согласиться, что до "окисления" атмосферы фотохимическое разложение водяного пара шло интенсивно. Но не надо забывать, что значительные массы кислорода шли на окисление вещества на поверхности Земли.
А когда через 300 млн лет все окислилось и концентрация кислорода в атмосфере стала расти, фотохимическое разложение водяного пара затухло, тем самым создав для нас тепличный эффект приятной влажности.
|
Согласен, однако это не является препятствием для разложения воды, энергии вполне может хватить и для того, и для другого.
|
Насчет поглощения энергии в стратосфере согласен. Но что значит не наблюдается? Водород + кислород = взрывоопасная смесь, которая вполне может "взрываться" в верхних слоях атмоферы, не доходя до поверхности Земли.
|
Тоже возможно.
|
Согласен.
Praktik,
"Земля на этом этапе приобрела и затем, в отличие от Луны, сохранила водную и газовую оболочки."
У кого и как приобрела? На рынке или у соседа?
|
А я откуда знаю? Что было написано, то и запостил. Сходите по ссылке http://www.ssga.ru/erudites_info/geology/geologyZ/1430.html
Различные гипотезы происхождения воды хорошо описаны в книге Дерпгольца В.Ф. "Мир воды". Но т.к. ее у меня нет в электронном виде, то и прислать ее не могу, к сожалению.
|
При поглощении энергии коротковолнового ультрафиолетового излучения часть молекул О2 ионизуется, теряя электрон и приобретая положительный заряд, а часть диссоциирует на два нейтральных атома кислорода. Свободный электрон, образовавшийся при ионизации, соединяется с одним из атомов, образуя отрицательный ион кислорода. Разноименно заряженные ионы соединяются, образуя нейтральную молекулу озона. Одновременно атомы и молекулы, поглощая энергию, переходят на верхний энергетический уровень, в возбужденное состояние. Для молекулы кислорода величина энергии возбуждения равна 5,1 эВ.
В процессе ионизации кислород имеет преимущество: он требует для этого наименьшей энергии среди всех составляющих атмосферу газов - 12,5 эВ (у водяного пара - 13,2; углекислого газа - 14,5; водорода - 15,4; азота - 15,8 эВ).
Таким образом, при поглощении ультрафиолета в атмосфере образуется своего рода смесь, в которой преобладают свободные электроны, нейтральные атомы кислорода, положительные ионы молекул кислорода, при их взимодействии образуется озон.
Взаимодействие ультрафиолетового излучения с кислородом происходит по всей высоте атмосферы. В мезосфере на высоте от 50 до 80 километров уже наблюдается процесс образования озона, который продолжается в стратосфере (от 15 до 50 км) и в тропосфере (до 15 км). Вместе с тем верхние слои атмосферы, в частности мезосфера, подвержены такому сильному воздействию коротковолнового ультрафиолета, что ионизуются и распадаются молекулы всех составляющих атмосферу газов. Разлагается и только что образовавшийся там озон, тем более, что для этого требуется почти такая же энергия, как и для молекул кислорода.
Но разрушается он не полностью - часть озона, который в 1,62 раза тяжелей воздуха, опускается в нижние слои атмосферы до высоты 20-25 километров, где плотность атмосферы (примерно 100 г/м3), что позволяет ему находиться как бы в равновесном состоянии. Там молекулы озона создают слой повышенной концентрации. При нормальном атмосферном давлении толщина озонового слоя составляла бы 3-4 миллиметра. Практически невозможно представить, до каких сверхвысоких температур должен был разогреться столь маломощный слой, если бы он действительно поглощал почти всю энергию ультрафиолетового излучения.
На высотах ниже 20-25 километров продолжается синтез озона, о чем свидетельствует изменение длины волн ультрафиолетового излучения с 280 нм на высоте 34 километра до 293 нм у поверхности Земли. Образовавшийся озон, будучи не в состоянии подняться вверх, остается в тропосфере. Это определяет постоянное содержание озона в воздухе приземного слоя зимой на уровне до 2^10-6 %. Летом концентрация озона в 3-4 раза выше за счет дополнительного образования озона при грозовых разрядах.
Таким образом, от жесткого ультрафиолетового излучения все живое на Земле защищает кислород атмосферы, озон же оказывается всего лишь побочным продуктом этого процесса.
Когда было обнаружено появление "дыр" в озоновом слое над Антарктикой в сентябре-октябре и над Арктикой - ориентировочно в январе-марте, возникли сомнения в достоверности гипотезы о защитных свойствах озона и о разрушении его промышленными выбросами, так как ни в Антарктиде, ни на Северном полюсе никакого производства нет.
Сезонность появления "дыр" в озоновом слое объясняется тем, что летом и осенью над Антарктидой и зимой и весной над Северным полюсом атмосфера Земли практически не подвергается воздействию ультрафиолета. Полюса Земли в эти периоды находятся в "тени", над ними нет источника энергии, необходимой для образования озона.
Статья кандидата технических наук Н. Чугунова.
ultra,
Эта статья подтверждает антинаучность Монреальского протокола.
Но не отвечает на вопрос как образовалась вода.
Реакция разложения воды в стратосфере должна сопровождаться реакцией ее образования где-то. Полагаю, что иначе воды на земле давно уже не было бы.
Если кислород образуется в стратосфере, то как он далее достигает приземных слоев, там где "работают" леса.
Ладно, пока вернемся к круговороту кислорода и обмену им между атмосферой и мировым океаном.
Хорошо известно, что основные запасы молекулярного кислорода сосредоточены в атмосфере. Его процентное содержание в атмосферном воздухе близко к 21%, что, в пересчете на массу, составляет 1 184 000 Гт. Атмосферный кислород потребляется при дыхании наземных автотрофов (в основном представленных растениями) и гетеротрофов (животные, грибы, бактерии), а также растворяется в морской воде. Возвращение молекулярного кислорода в атмосферу происходит при фотосинтезе наземных растений и при выделении из морской воды.
Растения суши при создании органических веществ из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза ежегодно выделяют в атмосферу 336 Гт O2. Создаваемое при этом органическое вещество (или его энергетический эквивалент) называют валовой первичной продукцией (GPP). Ровно половина от GPP используется на дыхание самими растениями (дыхание автотрофов), при этом из атмосферы расходуется 168 Гт O2. Оставшаяся часть органического вещества называется чистой первичной продукцией (NPP), равной 168 Гт кислородного эквивалента (КЭ). Вещество чистой первичной продукции пополняет пулы биомассы, детрита (то есть мертвых остатков живых организмов) и органического вещества почвы. Окисление органического вещества этих пулов производится гетеротрофными организмами (животные, грибы, бактерии), в результате ежегодно потребляется 154 Гт O2. Кроме того, часть вещества окисляется в результате горения (лесные, степные и тундровые пожары, контролируемые палы на сельскохозяйственных землях, использование биомассы в качестве топлива и т. д.). Этот поток приводит к потреблению 11 Гт O2. Суммировав все потоки потребления и образования молекулярного кислорода, получим, что биота суши ежегодно выделяет около 3 Гт O2 (тем самым частично компенсируя его потери, связанные со сжиганием ископаемого топлива).
Мировой океан, как и атмосфера, является хранилищем молекулярного кислорода. Суммарное количество кислорода, растворенного в морской воде, равно 7200 Гт O2, или около 0,6% от его содержания в атмосфере. Процессы обмена кислорода между океаном и атмосферой регулируются температурными условиями, вертикальным и горизонтальным транспортом водных масс, а также градиентами концентраций, создающимися в результате деятельности поверхностной морской биоты. Наибольший вклад в регуляцию кислородного обмена вносят сезонные изменения температуры. При весеннем прогревании воды кислород покидает поверхностные воды и переходит в атмосферу, в осенний период возвращается обратно. На кислородном обмене между атмосферой и поверхностью океана сказываются и суточные колебания температуры. В результате суммарный годичный обмен кислородом между океаном и атмосферой достигает 4480 Гт O2, причем потоки растворения и выделения практически равны друг другу. Однако современное потепление климата приводит к повышению температуры поверхностных вод океана и тем самым некоторому уменьшению растворимости кислорода. По существующим оценкам, в период 1990-2000 гг. мировой океан ежегодно выделял в атмосферу около 1 Гт O2. Этот кислород попадает в атмосферу за счет уменьшения его запаса в морских водах. Тренды к уменьшению концентрации растворенного кислорода зарегистрированы в различных районах мирового океана.
В поверхностных водах до глубин распространения солнечного света (так называемая фотическая зона) планктонные организмы осуществляют фотосинтез, при котором выделяется 288 Гт O2. Суммарное дыхание автотрофов и гетеротрофов фотической зоны приводит к поглощению 258 Гт O2. Часть органического вещества, образуемого в фотической зоне, осаждается в глубинные воды (детритный дождь) и там разлагается гетеротрофными организмами. На их дыхание ежегодно расходуется 30 Гт кислорода, который транспортируется из поверхностных слоев воды. Таким образом, годичные потоки кислорода внутри океана являются хорошо сбалансированными.
Следует обратить внимание на принципиальное различие роли океана и суши в регулировании атмосферных концентраций углекислого газа и кислорода. На суше круговороты кислорода и углекислого газа тесно связаны, при поглощении углекислого газа выделяется кислород и, наоборот, при мольном соотношении 1,05. Совершенно иная ситуация имеет место в океане, который является наиболее мощным поглотителем углекислого газа атмосферы, изымающим из нее около 7,3 Гт CO2 ежегодно. Однако этот процесс связан с физико-химическими процессами растворения углекислого газа в морской воде и не приводит к возвращению в атмосферу молекулярного кислорода.
Проведенный выше анализ круговорота кислорода на суше приводит к выводу, что наземная биота ежегодно выделяет в атмосферу 3 Гт кислорода (с учетом сжигания биомассы), а океан – 1 Гт. Антропогенное потребление кислорода в результате сжигания ископаемого топлива составляет 21-23 Гт O2, значит, ежегодные потери молекулярного кислорода атмосферой должны быть на уровне 17-19 Гт.
Наземная биота компенсирует в настоящее время лишь около 13% от антропогенного потребления кислорода, связанного со сжиганием ископаемого топлива. В результате имеет место постоянное снижение запасов молекулярного атмосферного кислорода. Однако в относительном выражении это снижение крайне незначительно из-за очень больших запасов молекулярного кислорода атмосферы (1 184 000 Гт O2). Годовое антропогенное потребление кислорода составляет лишь 0,0019% от его запаса в атмосфере, а снижение запаса кислорода – лишь 0,0016%. При нынешних темпах потребления кислорода человечеству нужно более 600 лет, чтобы уменьшить содержание кислорода на 1%.
Откуда же на нашей планете взялись столь большие запасы молекулярного кислорода, что даже современный уровень антропогенного воздействия на атмосферу не способен заметно их понизить? Более 4 млрд. лет назад, когда на Земле зародилась жизнь, атмосфера состояла из углекислого газа, азота, аммиака, водорода, метана и паров воды, но свободный кислород в ней отсутствовал (Одум, 1989, Воронов и др., 2002). Из-за отсутствия кислорода не существовало и озонового слоя, экранирующего ультрафиолетовое излучение Солнца (!), которое свободно достигало поверхности суши и океана. Поэтому жизнь могла развиваться только под защитой слоя воды. Древнейшая жизнь существовала, по-видимому, в виде анаэробных прокариотических организмов, получающих энергию и пищу от органических веществ абиогенного происхождения, образовавшегося еще раньше. Постепенно запасы органических веществ, образовавшихся в добиологический период существования Земли, были исчерпаны, и перед живыми организмами встала проблема по поиску альтернативного (по отношению к органическим веществам абиогенного происхождения) источника энергии. Таким источником стал солнечный свет, за счет энергии которого живые организмы стали осуществлять реакцию фотосинтеза. Первыми фотосинтетическими организмами могли быть анаэробные бактерии, подобные современным пурпурным или зеленым серобактериям (Заварзин, 1984). Следы анаэробного фотосинтеза в виде сульфатных минералов прослеживаются в отложениях возраста 3,5-4 млрд. лет. Однако этот тип фотосинтеза не приводит к образованию свободного молекулярного кислорода.
Оксигенный (то есть кислородопродуцирующий) фотосинтез появился около 2,7 млрд. лет назад (Башкин, 2002). Первоначально он осуществлялся прокариотическими организмами, близкими к современным цианобактериям. Именно аэробный фотосинтез положил начало наиболее масштабным биогеохимическим преобразованиям, приведшим к формированию окислительной атмосферы Земли. В атмосфере свободный кислород появился существенно позже, поскольку он в течение нескольких сотен миллионов лет расходовался на окисление различных восстановленных веществ, в первую очередь растворенных в морской воде ионов железа с выпадением в осадок окиси железа. Около 2 млрд. лет назад, когда была окислена вся масса недоокисленных соединений, начался процесс быстрого роста массы атмосферного кислорода. Стали развиваться формы аэробных организмов, использующих кислород для окисления органических веществ и тем самым получения энергии для существования. Аэробное окисление по сравнению с анаэробным брожением является более выгодным энергетическим процессом. Увеличение энергетических возможностей живых организмов создало основу для интенсификации метаболизма и усложнения их структуры. В результате 1,4 млрд. лет назад началось бурное развитие эукариотических организмов, а примерно 1,3 млрд. лет назад появились многоклеточные растения и животные (Воронов и др., 2002).
Количество свободного кислорода в атмосфере планеты между тем продолжало все увеличиваться. Под действием коротковолнового излучения молекулярный кислород (O2) превращается в озон (O3). Спектр поглощения озона приходится на ультрафиолетовый диапазон, в результате озоновый слой атмосферы (или, как его часто называют, озоновый экран) является барьером для ультрафиолетового излучения Солнца (!). Озон образовывался даже при минимальных концентрациях кислорода в атмосферном воздухе, но достаточную эффективность защиты от ультрафиолета озоновый экран (!) приобрел при содержании кислорода, составлявшем 10% от современного уровня (точка Веркнера-Маршалла). Жизнь получила возможность выйти на сушу, которую и реализовала около 500 млн. лет назад (Воронов и др., 2002).
Процесс возрастания массы кислорода не был непрерывным. За последние 500 млн. лет общая тенденция к росту массы свободного кислорода маскировалась значительными колебаниями. Эти колебания определялись соотношением продуктивности фотосинтеза и процессов разложения запасов органического вещества. Так, распространение влажного теплого климата на основной части поверхности суши в карбоновом периоде (270-330 млн. лет назад) привело, с одной стороны, к увеличению продуктивности фотосинтеза, с другой, к возрастанию массы захороненного органического вещества (поскольку в переувлажненных почвах процессы разложения лимитируются недостатком кислорода). В результате имел рост массы кислорода. Резкое понижение массы свободного кислорода в поздней перми-триасе (180-250 млн. лет назад) было связано с аридизацией суши, что снизило первичную продукцию и улучшило условия для разложения биомассы и органических веществ почвы.
Современная кислородная атмосфера планеты образовалась в результате двух процессов: 1) жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов, от первичных оксигенных бактерий до современных покрытосеменных растений; 2) вывода органического углерода из биосферного круговорота.
В процессе фотосинтеза кислород выделяется в свободном виде, в то время как углерод входит в состав органического вещества. Подавляющая часть органического вещества после ряда трансформаций (первичные продукты фотосинтеза, биомасса, детрит, гумус) окисляется живыми организмами с образованием углекислого газа. Однако в каждом из таких циклов небольшая часть органического вещества выводится из круговорота и захоранивается в осадочных породах. Так как аэробная биосфера существует уже около 2 млрд. лет, подавляющая часть углерода, входившего в состав первичной атмосферы, уже выведена из биосферного круговорота и находится в пассивном виде в осадочных породах литосферы.
Причем в концентрированной форме (то есть в залежах ископаемого топлива) находится сравнительно небольшая часть захороненного углерода (24 320 Гт КЭ). Около 32 000 000 Гт КЭ органического вещества диспергировано в осадочных породах и практически недоступно для возвращения в биосферный круговорот. Кислород же, прежде соединенный с углеродом этого органического вещества, находится в атмосфере. Именно недоступность углерода органического вещества осадочных пород и объясняет столь малую потенциальную возможность человечества влиять на содержание кислорода атмосферы.
Статья д.б.н. Замолодчикова Д.Г. - Недостаток кислорода: миф или реальность?
|
Я бы сказал, что "небиологическое" образование кислорода происходит еще выше - в мезосфере. В тех слоях атмосферы, где ультрафиолетовое излучение максимально, и ионизации подвергаются все газы, составляющие атмосферу.
А что касается "биологического" кислорода, то есть одно НО.
По существующим балансовым оценкам, наземные экосистемы России выделяют около 560 млн. т кислорода в год. С учетом антропогенного потребления, Россия поглощала 2170 млн. т кислорода в 1990 г. и 1310 млн. т кислорода в 1999 г.
Если принять в расчет потребление кислорода гетеротрофными организмами, то превышение продукции кислорода над его естественным потреблением для территории России составит около 560 млн. т в год, что не компенсирует антропогенное потребление кислорода Российской Федерацией.
Таким образом, естественно предположить, что наземные экосистемы России возможностями своих естественных стоков СО2 не способны также компенсировать антропогенные выбросы углекислого газа, образующегося на территории страны.
Так не слишком ли мы преувеличиваем возможности территории России, считая ее неким "донором" в оздоровлении окружающей среды в мировом масштабе?
ultra, статьи интересны, однако есть ли какие-нибудь возражения по моей статье?
Насчет энергии для ионизации особенно интересно: "В процессе ионизации кислород имеет преимущество: он требует для этого наименьшей энергии среди всех составляющих атмосферу газов - 12,5 эВ (у водяного пара - 13,2; углекислого газа - 14,5; водорода - 15,4; азота - 15,8 эВ)."
Т.е. получается после кислорода вода имеет преимущество перед всеми другими веществами, что подтверждает возможность образования кислорода из воды.
|
Вообще гипотез о происхождении воды на Земле довольно таки много.
Но мне представляется, что наиболее интересной и правдоподобной гипотезой о формировании Мирового океана является гипотеза о внутрипланетном происхождении воды, описанная в книге "Основы геофизики", Орлёнок В.В., Калининград, 2000. – 446 с. http://elib.albertina.ru/filelink/2000/geophis.rar
Чтобы не скачивать всю эту без сомнения интересную книгу, возможно скачать только раздел книги "История планетарной воды" http://elib.albertina.ru/htmlink/orlenok/1/gl3_2.htm
|
В принципе эту книгу за 100 рублей можно приобрести вот здесь. http://vova1001.narod.ru/00004885.htm "Мир воды", Дерпгольц В. Ф. — Л.: Недра, 1979 г.
Но эта книга для любителей древности. В смысле для любителей "древних" книг.
|
А по другим данным Россия выдает 8-8,5 мрд. т кислорода потребляя при этом не более 3.5 млрд. т.
http://ecominfo.spb.ru/files/41.ppt#278,7,
По моему Ваши балансовые оценки писались в Японии.
Японцы умудрились в рамках Киотского лохотрона, оценить способность своих лесов к поглощению на уровне 57% от российских, при площади страны в 45 раз меньшей чем в России.
Спасибо за ссылки. Если первоначально кислород атомсферы
действительно стал образовываться из воды, то сжигая ископаемое топливо мы вроде как продляем жизнь планете.
|
Да, это цифры Замолодчикова Д.Г. Он же доктор биологических наук. Вот я и поверил в эти цифры.
Вообще, уже не понятно в какие цифры верить.
Вот еще для примера. В статье "Попытки отодвинуть Россию: размышления над протоколом" Н.Ф. Ткаченко, д.т.н., чл.-корр. РАЕН, ген. директор Национального Углеродного Фонда утверждает, что только сжигание традиционных энергоресурсов (нефти, газа и угля) в стране поглощает ежегодно около 35 млрд.т чистого атмосферного кислорода! Это уже на порядок отличается от циферь, которые приводили Вы и я.
Не понял из Ваших цифр, приведенных в презентации. Если леса производят 4,5-6,5 млрд. т кислорода, а Россия производит 8-8,5 млрд. т, то за счет чего производится полученная разница 2-3,5 млрд. тонн ?
Кстати, о благотворном сжигании топлива и эмиссии водяных паров в атмосферу. В той же статье Н.Ф.Ткаченко утверждается, что нефтегазовый комплекс России по простым оценкам ежегодно выбрасывает в атмосферу Земли дополнительно не менее 12 млрд.т воды.
Баланс явно не в пользу сохранения Мирового океана.
Еще одна интересная книга. http://elib.albertina.ru/filelink/1998/orlenok2.rar В.В.Орленок. "История океанизации Земли", Калининград: 1998. - 248 с.
ultra,
Н.Ф. Ткаченко обещал прокомментировать и уточнить.
vaselich, а из-за чего вообще весь спор? Воды скоро не будет или кислорода?
Чего лучше запасать на зиму?
Maut,
мне все это обсуждение напоминает один анекдот из жизни программистов:
"- Папочка, а почему солнышко утром встает?
- А ты проверял, оно каждое утро так делает?
- Да, папочка, проверял...
- Ну и не трогай, сынок, работает - и хорошо, пусть и дальше работает..."
|
Да спора в общем то нет. Едет выяснение объемов антропогенного воздействия по сжиганию кислорода и возможностей нашей территории по генерации кислорода.
В зависимости от этого баланса можно рассматривать ответственность России перед другими странами, в соответствии со статьей 2 Декларации РИО 1992г:
"в соответствии с Уставом Организации Объединенных Наций и принципами международного права государства имеют суверенное право разрабатывать свои собственные ресурсы согласно своей политике в области окружающей среды и развития и несут ответственность за обеспечение того, чтобы деятельность в рамках их юрисдикции или контроля не наносила ущерба окружающей среде других государств или районов за пределами действия национальной юрисдикции"...,
А если у России баланс отрицательный, то России должны платить другие страны за нанесение ущерба и использование ее природных ресурсов.
Но нам почему то некоторые "экологи" постоянно навязывают данные о том, что мы больше всех выбрасываем, мы самые грязные, наши бореальные леса кислород не выделяют (а японские выделяют) или страшилки выдумывают типа наша тундра скоро растает и мы задохнемся от метана и т.д. Своих медведей, барсов и других в Европе отстреляли в свое время, леса повырубали, а теперь нас учат чтобы мы леса не трогали и жили как медведи.
Так, что на зиму дрова надо заготавливать, и смотреть чтобы чубайсята и зеленые кислород не перекрыли, ради поставок "чистой" энергии в "чистые" страны "богатые" кислородом...
|
А мне сказку про "Вершки и Корешки"
|
Сжигание кислорода - эт-то сильно... эт-то "по-нашему" насколько помню окислительно-восстановительные реакции - это все в кислороде горит особенно здорово... а сам он - не горюч
|
Наиболее частыми поводами для обращения в стоматологию были и остаются кариес и зубоскальство.
|
Современная физико-химическая теория горения относит к горению все химические процессы, связанные с быстрым превращением и тепловым или диффузионным их ускорением, в том числе разложение взрывчатых веществ.
Химическое превращение при горении тесно связано с рядом физических процессов - переносом тепла и масс.
С точки зрения науки для процессов горения вовсе не обязательно наличие кислорода. Например, горением называют реакции соединения ряда веществ с хлором, фтором; взаимодействие металлов с хлором, окисей натрия и бария с двуокисью углерода и т. д.
Поэтому бессмысленно говорить о том, что кислород горюч или не горюч. В экзотермических реакциях с участием кислорода горючим веществом является как кислород, так и вещество, с которым кислород реагирует с выделением тепла.
greenfrog,
По тексту наверное Ваши замечания верны. Наверное правильнее говорить использование килорода или связывание атмосферного кислорода в реакциях сжигания углеводородов.
В тоже время термин "горение кислорода" как физико-химическое явление имеет место. http://sandrtu.chat.ru/And/andreev.html
Исходя из этого, применение термина "сжигание кислорода" (топливом) не противоречит существующим понятиям.
vaselich,
"Юпитер, ты сердишься -... "
Горение в кислороде - принимается...
А то что кислород не горюч - это в хим. справочнике написано
greenfrog,
сгореть может вообще ВСЁ - синим пламенем.
vaselich, у японцев лесов меньше, но, видать, у них ботва гуще.
А чтобы ботва была гуще, нужны подкормки СО2. Голландцы в своих теплицах чуть не до смертельных концентраций СО2 доводят.
Вот и японцы тоже коптят вовсю - для подкормки своих лесов. Отсюда и баланс. И отсюда правильные выводы делаешь, товарищ: и нам тоже можно кочегарить, не опасаясь.
А главное - печь топить сухими дровами.
Приведу физико-химические свойства предмета обсуждения.
1) наименование вещества:
кислород
2) молекулярная формула:
О2
3) физико-химические параметры (молекулярный вес, запах, цвет, температура кипения, плотность при нормальных условиях):
Простое вещество кислород состоит из неполярных молекул О2 (дикислород) с σ,π-связью, устойчивая аллотропная форма существования элемента в свободном виде.
Бесцветный газ, без вкуса и запаха, в жидком состоянии - светло-голубой, в твердом - синий.
Составная часть воздуха: 20,94% по объему, 23,13% по массе. Из жидкого воздуха кислород выкипает после азота N2.
Малорастворим в воде (31 мл/ 1 л Н2О при 20 °С), но несколько лучше, чем N2.
4) Физические константы:
Молекулярная масса Mr = 31,9988;
плотность при 20 С ρ = 1,429 г/л (н.у.), 1.429 кг/м3(н.у.),
tпл = −218,7 °C,
tкип = −182,962 °C
5) данные о взрывопожароопасности; коррозионной активности:
Кислород не горюч и не взрывоопасен, однако, являясь сильным окислителем, резко увеличивает способность других материалов к горению. Поэтому для работы в контакте с кислородом могут использоваться только разрешенные для этого материалы.
Накопление кислорода в воздухе помещений создает опасность возникновения пожаров. Объемная доля кислорода в рабочих помещениях не должна превышать 23 %. В помещениях, где возможно увеличение объемной доли кислорода, должно быть ограничено пребывание людей и не должны находиться легковоспламеняющиеся материалы. Эти помещения должны быть оборудованы средствами контроля воздушной среды и вытяжной вентиляцией для проветривания.
Вызывает ржавление (медленное окисление) железа
6) реакционная способность:
Сильный окислитель - при нагревании реагирует с большинством металлов и неметаллов c риском пожара, взрыва. По химической активности кислород уступает только фтору. С большинством простых веществ он реагирует непосредственно, за исключением галогенов, благородных газов, платины и золота. Большинство простых и сложных веществ сгорают в кислороде ярким пламенем.
7) характер воздействия на организм человека; данные о токсической опасности:
Кислородное отравление, гипероксия - отравление, возникающее вследствие вдыхания воздуха при повышенном давлении. Общеизвестно, что кислород — это основа жизни на Земле. Однако чистый кислород является сильным ядом общего токсического действия. Отравление кислородом может произойти при использовании кислородных аппаратов, регенеративных аппаратов, при использовании для дыхания искусственных газовых смесей, во время проведения кислородной рекомпрессии, а также вследствие превышения лечебных доз в процессе оксигенобаротерапии. При отравлении кислородом развиваются нарушения функций центральной нервной системы, органов дыхания и кровообращения.
8) Клинические формы кислородного отравления:
Отравление кислородом разделяют по преобладанию проявлений на три формы: легочную, судорожную и сосудистую.
1. Легочная форма
Возникает при относительно длительном дыхании смесью, с парциальным давлением кислорода 1,3−1,6 бар и более. Она характеризуется преимущественным поражением дыхательных путей и легких. Сначала проявляется раздражающее действие кислорода на верхние дыхательные пути — сухость в горле, отек слизистой оболочки носа с появлением чувства «заложенности». Затем появляется усиливающийся кашель, сопровождающийся чувством жжения за грудиной. Все это происходит на фоне повышения температуры тела, т.е. симптомы общего отравления - боль в груди, ощущение дискомфорта, кашель, неспособность сделать глубокий вдох без боли или кашля, накопление жидкости в легких, уменьшение жизненной емкости легких. При нарастании степени отравления могут развиться кровоизлияния в сердце, печень, легкие, кишечник, головной и спинной мозг. После прекращения вдыхания избыточно обогащенной кислородом смеси, интенсивность симптомов снижается в течение 2−4 ч, и окончательно они исчезают в течение 2−4 суток.
2. Судорожная форма
Возникает при его парциальном давлении кислорода в дыхательной смеси 2,5−3 бар и характеризуется преимущественным поражением центральной нервной системы. Отравление ЦНС может возникнуть через некоторое сильно неопределенное время (от 5 до 50 минут). На фоне нарастающей бледности и потливости возникает сонливость, нарушение зрения, безучастность или эйфорическое возбуждение. При нарастании степени отравления возникает оглушение, сильная рвота, тик мимических мышц и наконец потеря сознания и судороги. Во время повторных приступов судорог может наступить смерть от остановки дыхания. Если дыхание избыточным потоком кислорода прекращено судороги прекращаются в течение нескольких минут и сознание возвращается. После восстановления сознания пострадавший может проспать несколько часов, как после приступа эпилепсии. Судорожный приступ не оставляет остаточных явлений.
Потребление кислорода у человека находиться в пределах от 0,33 до 3 л/мин. При этом, максимальное потребление 3 л/мин могут выдержать в течение 10 минут только хорошо тренированные пловцы, далее развивается отравление.
3. Сосудистая форма
Наблюдается при парциальном давлении кислорода выше 3 бар. При этой форме отравления происходит внезапное расширение кровеносных сосудов, резкое падение артериального давления и сердечной деятельности. Часто появляются многочисленные кровоизлияния в кожу и слизистые оболочки. Подобные кровоизлияния могут быть и во внутренних органах. Во время резкого падения артериального давления может наступить смерть от остановки сердечной деятельности.
Признаки:
Первыми признаками кислородного отравления является онемение пальцев рук и ног, подергивание мышц лица (особенно губ) и век, чувство беспокойства, зуд, покалывание, головная боль, головокружение, тошнота, нарушение работы глаз, сильное уменьшение эффективности вдоха при физической деятельности. Затем довольно быстро наступают общие судороги и потеря сознания. Если пострадавший не будет вынесен из опасной зоны, приступы судорог становятся все чаще и длительнее, а промежутки между ними уменьшаются. При быстром повышении парциального давления кислорода приступы общих судорог с быстрой потерей сознания могут наступить внезапно, без появления начальных признаков отравления.
Cимптомы кислородного отравления ЦНС :
- Зрительные симптомы: «туннельное» зрение, ухудшение периферического зрения, возможно возникновение других симптомов, таких как «затуманенное» зрение (пелена перед глазами).
- Слуховые симптомы. Присутствие любых звуков, которые не вызваны внешними источниками. Такие звуки могут напоминать звук колокола, гул или механический пульсирующий шум.
- Тошнота или спазматическая рвота. Эти симптомы могут возникать периодически.
- Ощущения подергивания или покалывания. Эти симптомы могут ощущаться в мышцах лица, губах или мышцах конечностей. Это наиболее явные и часто встречающиеся симптомы.
- Раздражительность: любые изменения в ментальном статусе, включая замешательство, волнение, состояние тревоги.
- Головокружение. Симптомы включают в себя неточные движения, нарушение координации, необычную усталость.
- Первым и единственным признаком кислородного отравления ЦНС могут быть конвульсии. Конвульсии могут возникнуть внезапно без предварительных симптомов, либо предварительные симптомы могут быть чрезвычайно слабо выражены. Предвестниками надвигающих конвульсий могут служить подергивание губ и лицевых мышц, нарушения зрительного и слухового восприятия, тошнота, головокружение, затрудненное дыхание, одышка, беспокойство, спутанность сознания, нарушения координации, неожиданно быстрая утомляемость, но в то же время конвульсии могут наступить и безо всякого предупреждения. Может произойти внезапная потеря сознания и без конвульсий.
9) меры первой помощи пострадавшим, а также методы перевода (нейтрализации) вещества в безопасное состояние:
Первая помощь при появлении признаков кислородного отравления заключается в скорейшем прекращении вдыхания обогащенной кислородом смеси и переключении на дыхание воздухом или обедненной кислородом газовой смесью. В течение суток пострадавший должен находиться в теплом, затемненном, хорошо вентилируемом помещении с соблюдением охранительного режима. При тяжелых случаях отравления необходима специализированная медицинская помощь. При судорожной форме отравления необходимо, насколько позволяют условия, удерживать пострадавшего, предохраняя его от ударов о твердые предметы.
Так что, Maut, не синим, а ярким пламенем
И ежели у кого при контакте с кислородом возникают раздражительность, головокружение и пелена перед глазами - пора ... удерживать пострадавшего, предохраняя его от ударов об твердые предметы
|
Откуда всё знаешь?
Шайтан, однако.
Maut,
учили, однако... и хорошо бы остальным почитать что-нибудь из жизни молекул... скажем "Строение и свойства молекул", "Колебательно-вращательные спекты молекул"... из лазерной спектроскопии раздельчик "химические лазеры"... сечения реакций, потенциалы ионизации и т.п. ... я не говорю, что это всем надо - книжки эти толстые, с длинными квантово-химическими формулами... но если уж человеки ТАК интересуются вопросом, то советую...
Хватить флудить. Обсуждайте статью. Вот, в новой редакции.
Возможность образования свободного кислорода в атмосфере Земли путем диссоциации водяных паров под действием ультрафиолетового излучения в верхних слоях атмосферы.
Согласно данным по образованию и потреблению кислорода на Земле [1, 2] известно, что ежегодное мировое техногенное потребление О2 составляет примерно 2,5•10^10 т. Такой расход кислорода с учетом гетеротрофного дыхания не полностью компенсируется за счет фотосинтеза в фитосфере Земли, где определяющую роль играет лесная экосистема, содержащая до 70-90 % биосферного углерода. Уже сегодня дефицит составляет около 2•10^10 т/год, однако при этом не учитывается абиогенное образование кислорода.
Очень большое значение в производстве дополнительного кислорода на Земле имеет фотохимическое разложение водяного пара в верхних слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца по формуле:
2H2O = 2H2 + O2 (1)
А так как кислород после разложения водяных паров, более тяжелый газ, то он опускается к земной поверхности, а вот водород, как самый легкий газ, поднимается в верхние слои атмосферы, и часть атомов водорода мигрируют в околоземное космическое пространство, образуя так называемую «водородную корону» Земли.
Чтобы показать не только механизм, но и возможный объем проведем небольшие расчеты.
Для начала определим, достаточно ли энергии проходит через атмосферу для образования такого количества свободного кислорода, которое может восполнить дефицит кислорода в объеме 2•10^10 т/год. Согласно справочным данным [3] энергия, получаемая Землей от Солнца, за год составляет 10^25Дж. Из них не менее 3% [4] приходится на ультрафиолетовую часть солнечного излучения, или 3 • 10^23 Дж/год. Предположим, что на разложение водяных паров затрачивается не более 1% ультрафиолетового излучения, т.е. порядка 3 • 10^21 Дж/год. Для разложения 36 грамм воды и получения 32 грамм кислорода, необходимо затратить 285400 Дж. Итак, ежегодно на Земле под влиянием ультрафиолетовых лучей может образовываться следующее количество кислорода:
(3 • 10^21 Дж/год • 32 грамма)/ 285400 Дж = 33,64•10^16 грамм/год = 33,64•10^10 тонн/год
При этом считается [1, 5], что поступление кислорода от фитопланктона и растений (данные в литературе по поступлению кислорода в атмосферу от растений и фитопланктона различны) составляет от 1,55•10^9 тонн/год до 4 •10^9 тонн/год. Поэтому можно сделать вывод, что энергии Солнца для образования дополнительного кислорода в атмосфере путем диссоциации водяного пара в верхних слоях атмосферы более чем достаточно.
Теперь выясним, достаточно ли воды содержится в верхних слоях атмосферы для образования необходимого количества кислорода. Исходя из формулы (1) для получения 2•10^10 тонн кислорода требуется 2,25•10^10 тонн воды, находящейся в верхних слоях атмосферы. Сначала выясним, каков объем воды может содержаться в той части атмосферы, где происходит фотохимическое разложение воды. Для расчета будем использовать 20-ти километровый слой воздуха (30-50 км над уровнем Мирового Океана), т.к. именно в этом слое наблюдается основное поглощение ультрафиолетового излучения.
Расчет ведем по формуле Менделеева-Клайперона:
n = PV/RT, моль (2)
где
Р – давление, Па
V – объем, м3
R – молярная газовая постоянная, R = 8,31 Па • м3/ (моль • град)
Т – температура, °К
Вычислим V через формулу V= (4/3 • π • R1^3) - (4/3 • π • R2^3), км^3 (3)
где
R1 – радиус Земли + 50 км над поверхностью Мирового Океана
R2 – радиус Земли + 30 км над поверхностью Мирового Океана
Радиус Земли (для упрощения расчетов представляем Землю в форме шара) составляет 6380 км
V = (4/3 • 3,14 • 6430^3) - (4/3 • 3,14 • 6410^3) = 1,113 • 10^12 – 1,103 • 10^12 = 0,01 • 10^12 км3
Т.к. для разных высот характерны различные давления и температуры, то проведем два разных вычисления (для 30 и 50 километровой высоты).
Составим таблицу данных для разных высот
Параметр Высота 50 км над уровнем Мирового Океана Высота 30 км над уровнем Мирового Океана
Температура, ºС 0 -50
Давление, Па 101,325 10132,5
Проведем расчет для 30-ти километровой высоты
n1 = 10132,5 • 0,01 • 10^21 /8,31 • 223 = 0,05 • 10^21 моль
Проведем расчет для 50-ти километровой высоты
n2 = 101,325 • 0,01 • 10^21 /8,31 • 273 = 0,0004 • 10^21 моль
Для дальнейшего расчета берем данные с более низкими значениями (для того, чтобы быть уверенными в правильности рассчитанного количества воды).
Массу воды в 20-километровом слое Земли рассчитаем по формуле:
МВОДЫ = М • n2 , г (4)
где
М - молярная масса воды, равная 18 г/моль
МВОДЫ = 18 • 0,0004 • 10^21 = 0,0072 • 10^21 г или равная 7,2 • 10^12 т
Из вышеизложенного можно сделать вывод, что как энергии, так и воды в атмосфере достаточно для образования 2•10^10 т/год кислорода.
Также отметим, что вода для ионизации и, соответственно диссоциации, требует всего 13,2 эВ, что меньше чем для других (кроме кислорода) составляющих атмосферу газов - 12,5 эВ (у кислорода - 12,5; углекислого газа - 14,5; водорода - 15,4; азота - 15,8 эВ).
1. Реймерс Н.Ф. «Природопользование», изд-во «Мысль», Москва, 1990
2. Михайлов А.И. «Техногенно-фитосферный кислородный баланс и средообразующие функции ле-са. Международная конференция по исследованию будущего», Финляндия, 1993
3. http://book.vsem.info/index.php?idpage=1001&id=100112
4. http://www.sitc.ru/ton/chapter4.html
5. http://www.informnauka.ru/rus/2006/2006-08-21-06_283_r.htm
Praktik,
Ну, брат, спасибо.
Ты нам на целую неделю почву для обсуждений и размышлений дал.
А на счет "флуда" – сам виноват. Пропал куда-то и тему свою забросил.
Кстати, не слишко ли у тебя "старые" источники по техногенному потреблению кислорода?
greenfrog,
Не надо засорять сайт и дискуссию. Вполне достаточно ссылок.
|
1. Никуда не пропадал, просто думал что про статью говорить будут, а разговор куда-то в сторону ушел.
2. Почему это источники старые? Вполне даже ничего (10-15 лет не такой уж и большой срок), тем более, что даже расчеты вышеупомянутого Замолодчикова не сильно расходятся с этими данными.
Praktik,
Исходя из изложенных теорий в итоге логично получается, что сначало на поверхности земли стала появляться вода, потом в результате разложения паров воды кислород, а уже потом появились растения и жизнь. Появились растения, в атмосфере стало уменьшаться содержание СО2. Если для растений СО2 это рай, то для животного мира наоборот. Вывод: концентрацию СО2 в атмосфере необходимо поддерживать в определенном диапазоне.И самый чувствительный к этому животный мир.
Вопрос каким образом? Сжигая или не сжигая углеродное топливо? Искуственно поддерживая численность животного мира?
|
Данные вопросы не ко мне.
|
Ну, у Замолодчикова тоже данные 90-х годов и уже старые. У него по сравнению с 1990 годом мировое потребление кислорода в 1999 году возросло на 10,5%.
Вот тебе и надо было бы в статье провести анализ - на сколько изменилось антропогенное потребление кислорода и как эти данные соотносятся с объемом его образования в стратосфере при диссоциации водяных паров.
Может баланс-то уже отрицательный?
И вообще. Статья твоя все же не обладает какой-то завершенностью. Чего-то не хватает.
По-моему для полной картины тебе необходимо провести анализ по объему образования озона с учетом того, что большая часть энергии ультрафиолетового излучения должна уходить на ионизацию кислорода, а меньшая на диссоциацию водяных паров.
То есть необходимо рассчитать по массе (и по энергии), например, сколько в секунду образуется озона и сколько же в эту секунду распадается озона.
И уже с учетом этих факторов вести расчет массы образования кислорода при поглощении оставшейся энергии.
Дерзай. Это же на дисер тянет! А там глядишь и нобелевка не за горами.
ultra, Полагаю, что все эти процессы уже достаточно изучены. Возможно кислород образовавшийся в результате разложения воды выше озонового слоя не поднимается, и не опускается ниже. Возможно, что именно он и образует озоновый слой, позволяющий выживать растительному и животному миру. Но как представляется, основные реакции образования
и поглощения кислорода в приземном слое это деятельность экосистем.
Аргументированного научного обсуждения у нас с вами не получиться из-за отсутствия подтверждающих результатов исследований.