Tidak seperti planet panas dan dingin di tata surya kita, planet Bumi memiliki kondisi yang memungkinkan kehidupan dalam beberapa bentuk. Salah satu syarat utamanya adalah komposisi atmosfer, yang memungkinkan semua makhluk hidup bernapas dengan bebas dan melindungi dari radiasi mematikan yang merajalela di luar angkasa.
Suasananya terbuat dari apa
Atmosfer bumi terdiri dari banyak gas. Ini terutama nitrogen, yang menempati 77%. Gas, yang tanpanya kehidupan di Bumi tidak terpikirkan, menempati volume yang jauh lebih kecil, kandungan oksigen di udara adalah 21% dari total volume atmosfer. 2% terakhir adalah campuran berbagai gas, termasuk argon, karbon dioksida, helium, neon, kripton dan lain-lain.
Atmosfer bumi naik ke ketinggian 8 ribu km. Udara bernapas hanya ditemukan di lapisan bawah atmosfer.troposfer, mencapai di kutub - 8 km, ke atas, dan di atas khatulistiwa - 16 km. Dengan bertambahnya ketinggian, udara menjadi lebih tipis dan semakin banyak oksigen yang terkuras. Untuk mempertimbangkan kandungan oksigen di udara pada ketinggian yang berbeda, kami akan memberikan sebuah contoh. Di puncak Everest (ketinggian 8848 m), udara menahan gas ini 3 kali lebih sedikit daripada di atas permukaan laut. Oleh karena itu, para penakluk puncak gunung yang tinggi - pendaki - dapat mendaki ke puncaknya hanya dengan masker oksigen.
Oksigen adalah syarat utama untuk bertahan hidup di planet ini
Pada awal keberadaan Bumi, udara yang mengelilinginya tidak memiliki komposisi gas ini. Ini sangat cocok untuk kehidupan yang paling sederhana - molekul bersel tunggal yang mengapung di lautan. Mereka tidak membutuhkan oksigen. Prosesnya dimulai sekitar 2 juta tahun yang lalu, ketika organisme hidup pertama, sebagai hasil dari reaksi fotosintesis, mulai melepaskan dosis kecil gas ini yang diperoleh sebagai hasil dari reaksi kimia, pertama ke laut, kemudian ke atmosfer. Kehidupan berevolusi di planet ini dan mengambil berbagai bentuk, yang sebagian besar tidak bertahan hingga zaman kita. Beberapa organisme akhirnya beradaptasi untuk hidup dengan gas baru.
Mereka belajar bagaimana menggunakan kekuatannya dengan aman di dalam sel, di mana ia bertindak sebagai pembangkit listrik, untuk mengekstrak energi dari makanan. Cara menggunakan oksigen ini disebut pernapasan, dan kami melakukannya setiap detik. Itu adalah nafas yang memungkinkan untuk lebihorganisme dan manusia yang kompleks. Selama jutaan tahun, kandungan oksigen di udara telah meroket ke tingkat saat ini sekitar 21%. Akumulasi gas ini di atmosfer berkontribusi pada pembentukan lapisan ozon pada ketinggian 8–30 km dari permukaan bumi. Pada saat yang sama, planet ini menerima perlindungan dari efek berbahaya sinar ultraviolet. Evolusi lebih lanjut dari bentuk kehidupan di air dan di darat telah meningkat pesat sebagai akibat dari peningkatan fotosintesis.
Kehidupan anaerobik
Meskipun beberapa organisme telah beradaptasi dengan meningkatnya tingkat gas yang dilepaskan, banyak bentuk kehidupan paling sederhana yang ada di Bumi telah menghilang. Organisme lain bertahan hidup dengan bersembunyi dari oksigen. Beberapa dari mereka saat ini hidup di akar kacang-kacangan, menggunakan nitrogen dari udara untuk membangun asam amino bagi tanaman. Botulisme organisme mematikan adalah "pengungsi" lain dari oksigen. Dia diam-diam bertahan hidup dalam paket vakum dengan makanan kaleng.
Berapa tingkat oksigen optimal untuk kehidupan
Bayi yang lahir prematur, yang paru-parunya belum sepenuhnya terbuka untuk bernapas, dimasukkan ke dalam inkubator khusus. Di dalamnya, kandungan oksigen di udara lebih tinggi berdasarkan volume, dan alih-alih 21% yang biasa, levelnya 30-40% diatur di sini. Balita dengan masalah pernapasan yang parah dikelilingi oleh udara dengan kadar oksigen 100% untuk mencegah kerusakan otak anak. Berada dalam keadaan seperti itu meningkatkan rezim oksigen jaringan yang berada dalam keadaan hipoksia, dan menormalkan fungsi vitalnya. Tetapiterlalu banyak di udara sama berbahayanya dengan terlalu sedikit. Terlalu banyak oksigen dalam darah anak dapat merusak pembuluh darah di mata dan menyebabkan kehilangan penglihatan. Ini menunjukkan dualitas sifat-sifat gas. Kita harus menghirupnya untuk hidup, tetapi kelebihannya terkadang bisa menjadi racun bagi tubuh.
Proses Oksidasi
Ketika oksigen bergabung dengan hidrogen atau karbon, terjadi reaksi yang disebut oksidasi. Proses ini menyebabkan molekul organik yang menjadi dasar kehidupan membusuk. Dalam tubuh manusia, oksidasi berlangsung sebagai berikut. Sel darah merah mengumpulkan oksigen dari paru-paru dan membawanya ke seluruh tubuh. Ada proses penghancuran molekul-molekul makanan yang kita makan. Proses ini melepaskan energi, air dan karbon dioksida. Yang terakhir diekskresikan oleh sel-sel darah kembali ke paru-paru, dan kami menghembuskannya ke udara. Seseorang dapat mati lemas jika tidak dapat bernapas selama lebih dari 5 menit.
Bernafas
Pertimbangkan kandungan oksigen di udara yang dihirup. Udara atmosfer yang masuk ke paru-paru dari luar ketika dihirup disebut dihirup, dan udara yang keluar melalui sistem pernapasan ketika dihembuskan disebut dihembuskan.
Ini adalah campuran udara yang mengisi alveoli dengan apa yang ada di saluran udara. Komposisi kimia udara yang dihirup dan dihembuskan oleh orang sehat dalam kondisi alami secara praktisbervariasi dan dinyatakan dalam angka seperti ini.
Konten gas (dalam %)
| - | Oksigen | Karbon dioksida | Nitrogen dan gas lainnya |
| Udara yang dihirup | 20, 94 | 0, 03 | 79, 03 |
| Udara yang dihembuskan | 16, 3 | 4, 0 | 79, 7 |
| Alveolar udara | 14, 2 | 5, 2 | 80, 6 |
Oksigen adalah komponen utama udara bagi kehidupan. Perubahan jumlah gas ini di atmosfer kecil. Jika laut mengandung hingga 20,99% oksigen di udara, maka bahkan di udara kota industri yang sangat tercemar, levelnya tidak turun di bawah 20,5%. Perubahan tersebut tidak mengungkapkan efek pada tubuh manusia. Gangguan fisiologis muncul ketika persentase oksigen di udara turun menjadi 16-17%. Pada saat yang sama, ada kekurangan oksigen yang jelas, yang menyebabkan penurunan tajam dalam aktivitas vital, dan dengan kandungan oksigen 7-8% di udara, kematian mungkin terjadi.
Suasana di era yang berbeda
Komposisi atmosfer selalu memengaruhi evolusi. Pada waktu geologis yang berbeda, karena bencana alam, kenaikan atau penurunan tingkat oksigen diamati, dan ini menyebabkan perubahan dalam biosistem. Sekitar 300 juta tahun yang lalu, kandungannya di atmosfernaik menjadi 35%, sedangkan planet ini dihuni oleh serangga berukuran raksasa. Kepunahan makhluk hidup terbesar dalam sejarah Bumi terjadi sekitar 250 juta tahun yang lalu. Selama itu, lebih dari 90% penghuni lautan dan 75% penghuni daratan meninggal. Salah satu versi kepunahan massal mengatakan bahwa kandungan oksigen yang rendah di udara yang harus disalahkan. Jumlah gas ini telah turun menjadi 12% dan berada di atmosfer bawah hingga ketinggian 5.300 meter. Di zaman kita, kandungan oksigen di udara atmosfer mencapai 20,9%, 0,7% lebih rendah dari 800 ribu tahun yang lalu. Angka-angka ini dikonfirmasi oleh para ilmuwan di Universitas Princeton yang meneliti sampel es Greenland dan Atlantik yang terbentuk pada waktu itu. Air beku menyelamatkan gelembung udara, dan fakta ini membantu menghitung tingkat oksigen di atmosfer.
Apa yang dipatuhi oleh levelnya di udara
Penyerapan aktif dari atmosfer mungkin disebabkan oleh pergerakan gletser. Saat mereka menjauh, mereka mengungkapkan area luas lapisan organik yang mengkonsumsi oksigen. Alasan lain mungkin karena pendinginan air lautan: bakterinya menyerap oksigen lebih aktif pada suhu rendah. Para peneliti berpendapat bahwa lompatan industri dan dengan itu pembakaran sejumlah besar bahan bakar tidak memiliki dampak khusus. Lautan dunia telah mendingin selama 15 juta tahun, dan jumlah materi vital di atmosfer telah berkurang terlepas dari dampak manusia. Ada kemungkinan bahwa beberapa proses alami sedang terjadi di Bumi, yang mengarah pada fakta bahwa konsumsi oksigenmenjadi lebih tinggi dari produksinya.
Dampak manusia pada komposisi atmosfer
Mari kita bicara tentang dampak manusia terhadap komposisi udara. Tingkat yang kita miliki saat ini sangat ideal untuk makhluk hidup, kandungan oksigen di udara adalah 21%. Keseimbangannya dan gas lainnya ditentukan oleh siklus hidup di alam: hewan mengeluarkan karbon dioksida, tumbuhan menggunakannya dan melepaskan oksigen.
Tetapi tidak ada jaminan bahwa level ini akan selalu konstan. Jumlah karbon dioksida yang dilepaskan ke atmosfer meningkat. Hal ini disebabkan oleh penggunaan bahan bakar oleh manusia. Dan, seperti yang Anda tahu, terbentuk dari fosil yang berasal dari organik dan karbon dioksida memasuki udara. Sementara itu, tanaman terbesar di planet kita, pohon, dihancurkan dengan kecepatan yang meningkat. Kilometer hutan menghilang dalam satu menit. Ini berarti bahwa sebagian oksigen di udara secara bertahap turun dan para ilmuwan sudah membunyikan alarm. Atmosfer bumi bukanlah dapur tanpa batas dan oksigen tidak masuk dari luar. Ini telah dikembangkan sepanjang waktu seiring dengan perkembangan Bumi. Harus selalu diingat bahwa gas ini dihasilkan oleh vegetasi dalam proses fotosintesis karena konsumsi karbon dioksida. Dan setiap pengurangan vegetasi yang signifikan dalam bentuk deforestasi pasti akan mengurangi masuknya oksigen ke atmosfer, sehingga mengganggu keseimbangannya.
