«легкие» планеты находятся в океане

Медицинский кислород

Обычно мед. К. применяют в смеси с воздухом в концентрации 20—80% . Применяемая по специальным показаниям для ингаляции смесь К. (95%) с углекислым газом (5%) носит название карбоген.

Выпускают мед. К. в стальных цельнотянутых баллонах, окрашенных в синий цвет. Хранят в прохладном месте. Арматура, прокладки, трубопроводы, контактирующие со сжатым К., не должны иметь следов жиров и масел, т. к. быстрое окисление жиров и масел, протекающее экзотермически, может повести к возгоранию и взрыву. В аптеках К. отпускают в специальных кислородных подушках.

См. также Кислородная терапия, Кислородно-дыхательная аппаратура.

Библиография Жиронкин А. Г. Кислород, Физиологическое и токсическое действие, Л., 1972, библиогр.; Машковский М. Д. Лекарственные средства, ч. 2, с. 71, М., 1977; P e м и Г. Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, М., 1972;Чугаев Л. А. Открытие кислорода и теория горения в связи с философскими учениями древнего мира, Пг., 1919; Matthews С. М. E. а. о. Radioactive gases, в кн.: Radioactive pharmaceuticals, ed. by A. Andrews a. o., p. 567, Oak Ridge, 1966, bibliogr.; Oxygen transport to tissue- II, ed. by J. Grote a. D. Reneau, N. Y., 1976.

В. П. Мишин; В. В. Бочкарев (рад.), В. В. Чурюканов (фарм.).

Кислород, дающий жизнь

На данном этапе вы, наверное, очень хорошо понимаете слово «канцерогенный» и знаете, что оно означает вещество, вызывающее рак. Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, почему канцерогенные вещества вызывают рак? Почему они обладают присущей им способностью превращать здоровые аэробные клетки в больные, анаэробные только при контакте? Простой ответ — да, все дело в кислороде. Кислород — это жизнь клеточной системы. Канцерогенным веществом является любое вещество, которое лишает клетки кислорода, необходимого им для выработки и поглощения энергии, выполнения других жизненно важных клеточных функций. В результате изучения цитохромы и их роль в клеточном дыхании, стала заметна четкая закономерность, показывающая, что многие канцерогенные вещества имеют общую черту, что каждое из них мешает поглощению клеткой кислорода.

Зная, что кислород на самом деле является единственным веществом, без которого мы умираем в течение нескольких минут, исследователи приходят к выводу, что рак имеет только одну главную цель — заменить нормальное клеточное дыхание анаэробным. Это очень простая мысль, слишком простая, если подумать, и все же она имеет смысл. Когда ваши клетки получают нужное количество кислорода, у рака нет шансов. Однако, когда им не хватает кислорода, возникает явление, называемое гипоксией, и единственным решением является обеспечение кислородом посредством кислородной терапии. По словам доктора Рашида Баттара: «Там, где развитие заканчивается, начинается разложение. Для меня этот процесс не статичен, нет никакой возможности оставаться посередине. В случае онкологических больных физиологическая оптимизация заключается, например, в использовании кислорода. Кислород уничтожает рак, потому что рак должен использовать анаэробный метаболизм. Ему нравится анаэробная среда, поэтому увеличение количества кислорода наносит ему вред».

[править] Факты о кислороде

  • Кислород воздуха, от которого зависит жизнь человека, впервые появился в атмосфере Земли благодаря деятельности фотосинтезирующих бактерий.
  • Большинство живых организмов зависит от кислорода. Обладая высокой химической активностью, он способен окислять («забирать» электроны) у многих химических веществ. Эти реакции происходят с выделением энергии необходимой для поддержания всех жизненных процессов организма. Процесс окисления органических веществ кислородом происходит в митохондриях живых клеток и называется клеточным дыханием.
  • Лавуазье открыл, что вода — соединение водорода и кислорода. До этого вода считалась простым веществом.
  • Озон, (молекулы которого содержат 3 атома кислорода) составляет 0,00006 % воздуха. Он образуется при диссоциации (распаде) двухатомных молекул кислорода под действием ультрафиолетовых лучей солнечного спектра.
  • Ученые NASA нашли в экзосфере (верхнем слое атмосферы) спутника Сатурна Дионы кислород. Данное открытие, по словам исследователей, подтверждает теорию о том, что в атмосфере большинства спутников газовых гигантов Юпитера и Сатурна содержится кислород. Одновременно профессор Лондонского университета Эндрю Коатс заявил, что на Дионе не обнаружено признаков наличия воды, а следовательно, она непригодна для жизни. Однако, отметил ученый, на других спутниках удалось обнаружить наличие льда и воды, а это значит, что там могут быть обнаружены формы жизни.

Терапевтические методы

Клинические испытания озонотерапии показали, что эта терапия снижает кислородный стресс в организме, деактивирует вирусы, такие как ВИЧ, и борется с бактериальными инфекциями, все из которых связаны с образованием рака. Кислородная терапия используется для лечения хронических болей, вызванных повреждением нервов. Как назначается озоновая терапия? Есть три способа:

* Капельница с озоном: жидкость, насыщенная озоном, вводится непосредственно в кровоток.

* Аутогемотерапия: из организма берут от 10 до 15 миллилитров крови, насыщают озоном и вводят обратно.

* Озоновая сауна: тело окружено теплым влажным паром, который открывает поры, через которые озон попадает в кровоток.

Самыми инвазивными являются, конечно, прием капельницы и аутогемотерапия, потому что они используют иглы и берут кровь, что отталкивает некоторых людей. Озоновая сауна, с другой стороны, является самым простым и легким способом организации в домашних условиях и, кроме того, самым эффективным по нескольким причинам: 1) озоновая сауна подвергает все тело воздействию озона через самый обширный орган тела — кожу, и 2) дополнительным преимуществом использования озоновой сауны является то, что она согревает тело, что имеет гипертермический эффект. Вместе озонотерапия и гипертермия способствуют глубокому проникновению в ткани организма и насыщают кислородом кровь и клетки, извлекают токсины и улучшают функционирование клеток.

Очень важно очистить лимфатическую ткань от токсинов, и сауна с озоном и паром— это самый простой и лучший способ сделать это. Доктор Джон Харви Келлогг в своей книге написал: «Вероятно, никакое дезинфицирующее средство для воздуха в больнице не так полезно, как озон, одно из самых эффективных дезинфицирующих средств, которые мы знаем»

Известный ученый и изобретатель Никола Тесла тоже оценил озон и построил первый в мире генератор озона в 1896 году. В 1900 году он ввел озонированное оливковое масло, которое продавал врачам в медицинских целях. В течение следующих нескольких десятилетий озон использовался для лечения многих проблем — анемии, астмы, мочевыводящих путей, диабета, бессонницы, туберкулеза и многих видов рака. Уникальность озона в том, что он является катализатором для снабжения клеток кислородом и, следовательно, энергией. Озон стимулирует полезные изменения во всей иммунной системе, обеспечивая клетки большим количеством кислорода, чтобы они могли выполнять свои метаболические и антитоксические функции в соответствии с назначением.

Озон делает все это, не повреждая здоровые клетки. Защитные ферменты, которые образуются из озона, помогают защитить здоровые клетки от разрушения во время очищения. Озон дает здоровым клеткам защиту, в которой они нуждаются, прежде чем они подвергнуться вторжению бактерий, вирусов и раковых клеток, загрязняющих организм. Вот что говорится в исследовании, опубликованном в 1980 году в журнале «Science» о селективном воздействии озона на раковые клетки, даже когда озон находится в воздухе: «Контакт … с озоном сократил рост раковых клеток более чем на 90%… Очевидно, что в раковых клетках человека нарушен механизм защиты от повреждения озоном». Раковые клетки не переносят озон и буквально умирают при его наличии. Здоровые клетки, с другой стороны, не только невосприимчивы к повреждениям, но даже обогащены присутствием озона.

[править] Биологическая роль кислорода

Большинство живых существ (аэробы) дышат кислородом воздуха. Широко используется кислород в медицине. При сердечно-сосудистых заболеваниях, для улучшения обменных процессов, в желудок вводят кислородную пену (кислородный коктейль). Подкожное введение кислорода используют при трофических язвах, слоновости, гангрене и других серьезных заболеваниях. Для обеззараживания и дезодорации воздуха и очистки питьевой воды применяют искусственное обогащение озоном. Радиоактивный изотоп кислорода 15O применяется для исследований скорости кровотока, легочной вентиляции.

История открытия кислорода

Открытие кислорода приписывают Джозефу Пристли (Joseph Priestley). У него была лаборатория, оборудованная приборами для собирания газов. Он испытывал его физиологическое действие на себе и на мышах. Пристли установил, что после вдыхания газа некоторое время ощущается приятная легкость. Мыши в герметически закрытой банке с воздухом задыхаются быстрей, чем в банке с O2. Поскольку Пристли был приверженцем флогистонной теории он так и не узнал, что оказалось у него в руках. Он только описал этот газ, даже не догадываясь, что он описал. А вот лавры открытия кислорода принадлежат Антуан Лоран Лавуазье (Antoine Laurent de Lavoisier), который и дал ему имя.

Лавуазье, поставил свой знаменитый опыт, продолжавшийся 12 дней. Он нагревал ртуть в реторте. При кипении образовывалась ее красная окись. Когда реторту охладили, оказалось, что воздуха в ней убыло почти на 1/6 его объема, а остаток ртути весил меньше, чем перед нагревом. Но когда разложили окись ртути сильным прокаливанием, все вернулось: и недостача ртути, и «исчезнувший» кислород.

Впоследствии Лавуазье установил, что этот газ входит в состав азотной, серной, фосфорной кислот. Он ошибочно полагал, что O2 обязательно входит в состав кислот, и поэтому назвал его «оксигениум», что значит «рождающий кислоты». Теперь хорошо известны кислоты, лишенные «оксигениума» (например: соляная, сероводородная, синильная и др.).

Через миллиард лет

Давайте представим, что мы переместились на один миллиард лет вперед. Мы увидим, что увеличение количества солнечной энергии вызывает снижение выбросов CO2 в атмосферу. Это связано с тем, что молекула углекислого газа разрушается после поглощения избыточного тепла. CO2 станет менее доступным для фотосинтезирующих организмов. И поэтому они начнут голодать. И, соответственно, вырабатывать меньше кислорода. Моделирование показало, что сокращение уровня углекислого газа будет настолько экстремальным, что в течение всего 10 000 лет все растения вымрут. И это приведет к массовому вымиранию всего животного мира, населяющего Землю.

Тем временем верхние слои изменяющейся атмосферы начнут получать все больше энергии от Солнца. В среде, которая будет просто изобиловать кинетической энергией, молекулы кислорода смогут свободно улетать в космическое пространство. И, по мере падения уровня кислорода и углекислого газа, метан и аналогичные тяжелые молекулы начнут преобладать в атмосфере нашей планеты. В итоге она будет содержать в миллион раз меньше кислорода, чем сегодня. И в 10 000 раз больше метана.

В этой новой, богатой азотом и метаном среде выживут только примитивные анаэробные бактерии. Потому что эти организмы не нуждаются в кислороде. Океаны Земли превратятся в тихие водные бассейны без каких-либо следов водной флоры и фауны. И в этом, конечно, есть что-то поэтическое. Микробная жизнь была на это планете первой. И стала впоследствии основой для последующей сложности и разнообразия форм жизни. Поэтому у нее есть, очевидно, почетное право быть последней жизнью на умирающей Земле. После всего, через что прошла жизнь — эволюция и цивилизации, динозавры и человеческие войны — она просто вернется к своим корням…

Но это будет уже не наша нынешняя голубая планета. Это будет наш старый дом, который больше не может оставаться нашим домом. Для выживания человечества мы должны будем покинуть его. Перед нашим видом встанет выбор: гибель или полет к другим звездам…

Средняя высота полета пассажирского самолета составляет 9-12 тысяч метров.

Воздух в этой части атмосферы уже значительно разрежен, а его температура ниже минус 45 0С. Тем не менее в салоне лайнера условия всегда относительно комфортные. Обусловлено это не только хорошей изоляцией, но и сложной системой, позволяющей преобразовывать воздух за бортом в пригодный для дыхания. И все же, если разобраться, созданные условия не совсем соответствуют привычной земной атмосфере.

В самом начале эры авиации воздушные суда делали полностью герметичными, но за счет сильной разницы давлений внутри и вне самолета металл растягивался, что приводило к разрушению конструкции. Поэтому на данный момент в салоне поддерживают более низкое давление, чем то, что соответствует уровню аэропорта.

Однако слишком малое сжатие воздуха в салоне может доставлять пассажирам сильный дискомфорт за счет уменьшения силы, с которой кислород давит на стенки сосудов. Высота 2500 метров соответствует верхней точке давления, когда кровь еще нормально насыщается кислородом, а человек не испытывает головной боли, одышки, тошноты и сильной усталости. Чаще всего при полете поддерживается давление, соответствующее высоте 1300-1800 метров, то есть 600-650 миллиметров ртутного столба.

При вдохе взрослый человек потребляет в среднем 0,0005 кубического метра воздуха. В минуту мы совершаем в среднем 18 дыхательных циклов, перерабатывая за это время 0,009 кубического метра воздуха. Кажется, что это немного. Но салон лайнера рассчитан в среднем на 600 пассажиров, следовательно, в минуту им всем требуется уже 5,4 кубического метра воздуха. Воздух постепенно «загрязняется», содержание кислорода в нем падает и через некоторое время дышать станет просто невозможно. Следовательно, для комфорта (а в целом для поддержания жизнедеятельности) пассажиров необходим приток свежего воздуха в салон.

Все современные самолеты снабжены системой, которая одновременно обеспечивает салон кислородом и поддерживает работу двигателя, так как топливо в нем сжигается только при окислении кислородом. Когда воздух из атмосферы попадает во внутренний контур двигателя, он сильно сжимается и за счет этого нагревается. Далее от одной из ступеней компрессора (устройство для сжатия газообразных веществ) воздух отбирается уже для салона. При этом забор происходит до смешения с топливом, поэтому абсолютно безвреден и чист, но на всякий случай его все равно прогоняют через фильтры.

Схема двигателя самолета

Температура нагретого в двигателе воздуха составляет около 500 0С. Поэтому перед поступлением в салон он отправляется на радиатор (устройство для рассеивания тепла), где охлаждается, а затем попадает на турбохолодильник, вращая турбину самолета за счет своего расширения. Энергия воздуха уменьшается, температура падает до 2 0С.

В результате в салон  попадают два разных воздушных потока: горячий, который не проходил турбохолодильник, и холодный — прошедший через него. Пилот контролирует температуру в салоне, смешивая горячий и холодный воздух в необходимых пропорциях.

Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина

Регулировка температуры воздуха в салоне самолета

Главный недостаток системы заключается в том, что, воздух, попадающий в кабину, слишком сухой. Разреженный в атмосфере, он содержит меньше влаги, а при доставке в салон осушается дополнительно. Делается это для того, чтобы в патрубках системы кондиционирования не намерзал лед, который может привести к ее закупорке. Именно поэтому многие пассажиры жалуются на сухость в глазах и горле при полете.

РИА Новости

При использовании информации гиперссылка на Eurasia Diary обязательна.

Присоединяйтесь к нам:@EurasiaRusEurasiaRusvk.com: eurasiadiary

Главный газ природы и цивилизации

Вопреки распространенному мнению, леса не являются главными «легкими» планеты. Хотя именно растения и поддерживают кислородную атмосферу. С помощью фотосинтеза они успешно превращают неорганические вещества в органические. На этот круговорот и замкнуты почти все природные процессы. А человек не только научился использовать кислород для дыхания, но и сделал его незаменимым элементом промышленной цивилизации.

Озоновый щит

Кислород можно рассматривать как побочный продукт жизнедеятельности растительного мира. Объемы его огромны. Подсчитано, что каждый год атмосфера подпитывается примерно 150 миллиардами тонн этого газа. Такого количества хватает пока на все, хотя ученые уже говорят о всеобщем кислородном голодании, которое испытывает планета. А это ставит вопрос о безопасности человечества.

Сейчас общее положение дел имеет такие особенности:

  • По разным оценкам, от 60 до 80% общего объема кислорода на Земле идет вовсе не на обеспечение дыхания живых организмов, а направляется природой на «зачистку» планеты от погибших организмов, будь то растения или животные. Такая приборка осуществляется с помощью гниения.
  • Эти своеобразные отходы не уничтожаются сразу, полностью и повсеместно. Они образуют и торфяники. Из болот газ снова поступает в атмосферу.
  • Но еще больше газа дают составляющие фитопланктон океанские микроводоросли. Они производят гораздо больше кислорода, чем это нужно им самим. Океан дает планете около 40% газа. Так что его охрана не менее важна, чем защита лесов.
  • Озоновый щит Земли постепенно выгорает. В нем образуются дыры, которые зарастают с большим трудом. Расширение их ведет к росту заболеваемости, мутациям. Ультрафиолет отрицательно влияет на иммунную систему человека, поражает растительность.
  • Самым большим из известных пробоев щита является антарктический. Особенно велик он весной. Потом он постепенно затягивается, но забирает для этого озон из соседних участков.
  • Считается, что истончение щита способно привести ко всеобщему похолоданию, изменить сложившуюся розу ветров и, в конечном счете, климат планеты. Следствием этого может стать снижение плодородности почвы, голод.

Кровь промышленности

Основной причиной появления озоновых дыр является промышленная деятельность. Но ее сейчас нельзя представить без использования кислорода и выбросов разрушающих веществ. Природный окислитель применяется повсеместно. Без него невозможно создание качественного ракетного топлива, остановится металлургическое производство, встанут большинство транспортных средств.

Газ нужен машинной цивилизации на каждом шагу:

  • Теплоэлектростанции работают на газе, нефти, угле. Для сжигания топлива и преобразования химической энергии в электрическую необходим кислород. Пока именно эти объекты поставляют большую часть электричества.
  • Бензиновый, дизельный, газовый двигатель «ест» гораздо меньше. Но число личного, общественного и служебного транспорта так велико, что он потребляет кислорода больше, чем все вместе взятые станции.
  • Чистый кислород необходим в металлургии. Без него немыслимо производство металлопроката.
  • Кислородная резка и сварка металлов широко применяется в машиностроении.
  • В медицине используются кислородные ингаляторы, коктейли и смеси.
  • В сельском хозяйстве газ применяют как в растениеводстве, так и в животноводстве.

Кислород является настоящей кровью промышленности. Ему находят все новые области применения, часто совершенно противоположные друг другу. Идет он, например, и в качестве пищевой добавки, и для создания токсичных смесей.

Кавитация как причина

Прежде, чем начать выяснение вопроса, важно знать: насосы устанавливаются в зависимости от диаметра скважины! Для размеров в 100 мм подходит погружной насос, меньший диаметр требует циркулярного или плунжерного насоса. Что же такое кавитация? Это нарушение сплошности потока жидкости, иначе – наполнение воды пузырьками. Кавитация возникает на тех участках, где снижение давления достигает критической нормы

Процесс сопровождается образованием пустот в потоке, выделением пузырьковых образований воздуха, появляющихся вследствие паров и газов, выделяемых из жидкости. Находясь в области сниженного давления, пузырьки могут увеличиваться и собираться в большие пустотные каверны, которые увлекаются потоком жидкости и при наличии большого давления, разрушаются бесследно, а в условиях обычной бытовой скважины, часто остаются и получается, что насос во время работы качает пузыри воздуха из скважины, не выдавая нужный объем воды

Кавитация возникает на тех участках, где снижение давления достигает критической нормы. Процесс сопровождается образованием пустот в потоке, выделением пузырьковых образований воздуха, появляющихся вследствие паров и газов, выделяемых из жидкости. Находясь в области сниженного давления, пузырьки могут увеличиваться и собираться в большие пустотные каверны, которые увлекаются потоком жидкости и при наличии большого давления, разрушаются бесследно, а в условиях обычной бытовой скважины, часто остаются и получается, что насос во время работы качает пузыри воздуха из скважины, не выдавая нужный объем воды

Что же такое кавитация? Это нарушение сплошности потока жидкости, иначе – наполнение воды пузырьками. Кавитация возникает на тех участках, где снижение давления достигает критической нормы. Процесс сопровождается образованием пустот в потоке, выделением пузырьковых образований воздуха, появляющихся вследствие паров и газов, выделяемых из жидкости. Находясь в области сниженного давления, пузырьки могут увеличиваться и собираться в большие пустотные каверны, которые увлекаются потоком жидкости и при наличии большого давления, разрушаются бесследно, а в условиях обычной бытовой скважины, часто остаются и получается, что насос во время работы качает пузыри воздуха из скважины, не выдавая нужный объем воды.

Выявление кавитационной зоны иногда невозможно из-за отсутствия специальных приборов, но важно знать, что такая зона может быть неустойчивой. Если недостаток не устраняется, то последствия могут быть разрушительными: вибрация, динамические воздействия на поток – все это приводит к поломке насосов, ведь каждый прибор характеризуется указанной величиной кавитационного запаса. Иначе – насос обладает минимальным давлением, в пределах которого вода, попавшая в прибор, сохраняет свойства плотности

При изменениях давления, неизбежны каверны и воздушные пустоты. Поэтому подбор насоса должен осуществляться в зависимости от объемов воды, нужной для обеспечения хозяйственных и бытовых потребностей

Иначе – насос обладает минимальным давлением, в пределах которого вода, попавшая в прибор, сохраняет свойства плотности. При изменениях давления, неизбежны каверны и воздушные пустоты. Поэтому подбор насоса должен осуществляться в зависимости от объемов воды, нужной для обеспечения хозяйственных и бытовых потребностей.

Орозирийский период (2,05 — 1,8 млрд. лет назад)

Орозирий (2075-1860 млн. лет) — от orosira — горный хребет.
Это глобальный орогенный период.

Толеитовый магматизм сопровождается активным газовым делением и рудообразованием (древнейшие «чёрные курильщики»).
Рубеж 1950 млн. лет характеризуется становлением глобальной системы коллизионных орогенов
и образованием раннепротерозойского суперконтинента Пангеи-1.

В  Орозирии (2050 — 1800 миллиона лет назад)
Земля испытала два крупнейших из известных
астероидных ударов.

В начале периода, 2023 млн лет назад, столкновение с крупным астероидом привело к образованию астроблемы Вредефорт ЮАР
.
Её диаметр составляет 250—300 километров, что делает этот кратет крупнейшим на планете,
не считая еще не изученного предполагаемого кратера Земли Уилкса в Антарктиде диаметром 500 километров .

Антарктический метеорит был примерно в 6 раз больше Чиксулубского метеорита, вызвавшего вымирание
динозавров
в конце мелового периода.
Метеорит, создавший такой кратер в Антарктиде, мог вызвать
пермско-триасовое вымирание около 250 млн лет назад.

Ближе к концу периода новый удар привел к образованию медно-никелевого рудного бассейна в Садбери (Канада).

Вторая половина периода отмечена интенсивным
горообразованием
практически на всех континентах . .

Вероятно, в течение орозирия атмосфера Земли стала окислительной (богатой кислородом),
благодаря фотосинтезирующей деятельности цианобактерий.

Физические свойства

В мировом океане содержание растворённого O2 больше в холодной воде, а меньше — в тёплой

Жидкий кислород

При нормальных условиях кислород — это газ без цвета, вкуса и запаха.

1 л его имеет массу 1,429 г. Немного тяжелее воздуха. Слабо растворяется в воде (4,9 мл/100 г при 0 °C, 2,09 мл/100 г при +50 °C) и спирте (2,78 мл/100 г при +25 °C). Хорошо растворяется в расплавленном серебре (22 объёма O2 в 1 объёме Ag при +961 °C). Хорошо растворяется в перфторированных углеводородах (20-40 об/об %).

Межатомное расстояние — 0,12074 нм. Является парамагнетиком. В жидком виде притягивается магнитом.

При нагревании газообразного кислорода происходит его обратимая диссоциация на атомы: при +2000 °C — 0,03 %, при +2600 °C — 1 %, +4000 °C — 59 %, +6000 °C — 99,5 %.

Жидкий кислород (температура кипения −182,98 °C) — это бледно-голубая жидкость.

Фазовая диаграмма O2

Твёрдый кислород (температура плавления −218,35 °C) — синие кристаллы. Известны 6 кристаллических фаз, из которых три существуют при давлении в 1 атм.:

  • α-O2 — существует при температуре ниже 23,65 K; ярко-синие кристаллы относятся к моноклинной сингонии, параметры ячейки a=5,403 Å, b=3,429 Å, c=5,086 Å; β=132,53°.
  • β-O2 — существует в интервале температур от 23,65 до 43,65 K; бледно-синие кристаллы (при повышении давления цвет переходит в розовый) имеют ромбоэдрическую решётку, параметры ячейки a=4,21 Å, α=46,25°.
  • γ-O2 — существует при температурах от 43,65 до 54,21 K; бледно-синие кристаллы имеют кубическую симметрию, период решётки a=6,83 Å.

Ещё три фазы образуются при высоких давлениях:

  • δ-O2 — интервал температур 20—240 K и давление 6—8 ГПа, оранжевые кристаллы;
  • ε-фаза, содержит молекулы O4 или O8, существует при давлении от 10 и до 96 ГПа, цвет кристаллов от тёмно-красного до чёрного, моноклинная сингония;
  • ζ-On — давление более 96 ГПа, металлическое состояние с характерным металлическим блеском, при низких температурах переходит в сверхпроводящее состояние.

Кислородная катастрофа: событие, запустившее эволюцию жизни на Земле

Недавно ученым удалось отыскать фактор, который, судя по всему, вызвал значительный эволюционный скачок миллиарды лет назад. «Кислородная революция» изменила химический состав поверхности планеты и подготовила ее к появлению более сложных форм жизни.

Василий Макаров

21 сентября 2017 11:15

В ранних океанах и даже в атмосфере молодой Земли не было свободного кислорода, хотя за счет фотосинтеза цианобактерии и продуцировали его как побочный продукт метаболизма. Свободный кислород не вступает во взаимодействие с другими распространенными на планете элементами, такими как азот или углерод, а вот человеку он жизненно необходим. Ученые подсчитали, что небольшие «карманы» свободного кислорода начали появляться на Земле примерно три миллиарда лет назад, а около 2,4 миллиардов лет назад уровень кислорода в атмосфере резко увеличился: за 200 миллионов лет кислорода стало больше в 10 000 раз! Это событие исследователи окрестили Кислородной катастрофой (Great Oxidation Event, букв. Великое окисление) и именно оно полностью изменило характер поверхностных химических реакций Земли.

Кислородная революция: преобразившаяся Земля

Геолог из Университета Британской Колумбии Мэттис Смит (Matthijs Smit) и его коллега, профессор Клаус Мезгер (Klaus Mezger) из Университета Берна, посвятили новую работу исследованию этого феномена. Зная, что Кислородная катастрофа также трансформировала и породы, из которых состоят континенты, ученые начали изучать результаты геохимического анализа вулканической активности по всему миру, что в конечном итоге позволило им отобрать 48 000 образцов, возраст которых исчисляется миллиардами лет.

В своем пресс-релизе Смит отмечает, что с того момента, как в океане начал появляться свободный кислород, в составе континентов произошли ошеломляющие изменения. Горные породы на территории современной Исландии и Фарерских островов по составу примерно похожи на те, что были на молодой Земле до Кислородной катастрофы: они богаты магнием, а вот содержание кремнезема в них довольно низкое. Породы прошлого содержали минеральный оливин, который инициировал кислородные химические реакции при контакте с водой. По мере того, как континентальная кора развивалась и увеличивалась в размерах, оливин практически исчез, а с ним прекратились и реакции. Кислород начал накапливаться в океанах, а когда вода насытилась им, то газ стал уходить и в атмосферу.

Смит уверен, что именно это и стало отправной точкой для развития жизненных форм такими, какими мы их знаем сегодня. После насыщения кислородом Земля стала не только более пригодной для жизни в целом, но и куда лучше подходящей для развития сложных организмов. Причина изменений континентальной структуры пока остается неизвестной, но ученые отмечают, что тектоника плит началась примерно в этот период, а потому между этими событиями может быть прямая связь.

Значение открытия

Речь не идет об эволюции и абиогенезе — вопросы изначального зарождения жизни на Земле все еще остаются открытыми. Однако кислород — важнейший элемент, обеспечивший существование белковой жизни. Зная, как он изменил Землю, ученые смогут применить тот же принцип в исследовании экзопланет и в будущем выбрать для человечества идеальную планету для заселения: к примеру, уже сейчас астрономы подозревают, что две планеты в системе TRAPPIST-1 покрыты огромными океанами. Зная, как кислород влияет на формирование континентов, можно будет значительно сузить круг поисков и целенаправленно искать максимально подходящий нам новый мир.

Фитопланктон производит 40% кислорода на Земле

Тем не менее взнос болот в общий «благотворительный фонд кислорода» не очень-то и велик, ведь их на Земле не так много. Куда активнее участвуют в «кислородной благотворительности» микроскопические океанические водоросли, совокупность которых ученые называют фитопланктоном. Эти существа настолько малы, что простым глазом их разглядеть практически невозможно. Однако их общее количество весьма велико, счет идет на миллионы миллиардов.

Весь мировой фитопланктон вырабатывает в 10 раз больше кислорода, чем нужно ему самому для дыхания. Хватает для того, что бы обеспечить полезным газом и всех остальных обитателей вод, и в атмосферу попадает немало. Что касается затрат кислорода на разложение трупов, то в океане они весьма низки — примерно 20 процентов от общей выработки.

Происходит это из-за того, что мертвые организмы сразу же поедаются падальщиками, которых в морской воде живет великое множество. Тех, в свою очередь, после смерти съедят другие падальщики, и так далее, то есть трупы в воде практически никогда не залеживаются. Те же останки, на которые уже ни для кого не представляют особого интереса, падают на дно, где мало кто живет, и разлагать их просто некому (так образуется всем известный ил), то есть и в данном случае кислород не расходуется.

Итак, океан поставляет в атмосферу около 40 процентов того кислорода, которое произвел фитопланктон. Именно этот запас и расходуется в тех областях, где кислорода вырабатывается очень мало. К последним, кроме городов и деревень относятся

  • пустыни,
  • степи
  • и луга,
  • а также горы.

Так что, как это ни странно, род человеческий живет и здравствует на Земле именно за счет микроскопических «кислородных фабрик», плавающих по поверхности океана. Именно их-то и следует называть «легкими планеты». И всячески оберегать от нефтяных загрязнений, отравлений тяжелыми металлами и т. п., поскольку, если они вдруг прекратят свою деятельность, нам с вами будет просто нечем дышать.

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо

Улавливание углерода Фитопланктон

Куратор: Владимир Губарев

Почему замедлилась скорость вращения Земли

Земля 3,5 млрд лет назад вращалась с невероятно высокой скоростью, но ситуация изменилась с появлением Луны. На Землю стала действовать ее гравитация. Кроме того, возникли приливы и отливы, которые также внесли свой вклад в замедление скорости вращения планеты.

Появлению современной жизни на планете мы обязаны Луне

Первое сильное замедление Земли произошло 2,5 млрд лет назад, и оно как раз совпадает с тем периодом, когда сильно увеличилось содержание кислорода в атмосфере. В результате произошла так называемая “кислородная катастрофа”. Затем замедление вращения прекратилось примерно на один миллиард лет. Это совпало с периодом, когда ускорение роста уровня кислорода в атмосфере отсутствовало. Около 600 миллионов лет назад вновь произошло замедление скорости вращения планеты, и в этот период времени также отмечается скачок уровня кислорода. К слову, скорость вращения нашей планеты нестабильна и по сей день. К примеру, в 2020 году было отмечено ее ускорение.

Сопоставив картину замедления вращения земли и насыщения атмосферы кислородом, ученые пришли к выводу, что между этими процессами есть взаимосвязь. Ключом к разгадке стали упомянутые выше исследования на Мидл-Айленде, которые описаны в журнале Nature Geoscience.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что именно Луна стала толчком к зарождению жизни на Земле в том виде, в котором она существует сейчас. Правда, Луна повлияло лишь косвенно, непосредственное участие в синтезе кислорода принимало лишь Солнце и цианобактерии. Но парадокс в том, что Солнце может в будущем и лишить Землю кислорода, уничтожив растения и цианобактерии.

Состав и свойства воздуха

Пример, иллюстрирующий факт способности элементов атмосферы к поглощению тепловой энергии, проще сказать, к нагреванию, будет таким: если газоотводную трубку предварительно нагретой колбы с притертой пробкой опустить в емкость с холодной водой, то из трубки будут выходить пузырьки воздуха. Нагретая смесь азота и кислорода расширяется, не помещаясь больше в емкости. Часть воздуха выделяется и попадает в воду. При охлаждении колбы, объем газа в ней уменьшается и сжимается, и вода поступает вверх колбы по газоотводной трубке.

Рассмотрим еще один эксперимент, проводимый на уроках природоведения для учащихся 2 класса

Свойства воздуха, например, упругость и давление, наглядно видны, если надутый воздушный шар сжимать ладонями, а затем осторожно проколоть иглой. Резкий хлопок и разлетевшиеся лоскуты демонстрируют детям давление газа. Учащимся можно также объяснить, что эти свойства человек применил в производстве пневматических устройств, например, отбойных молотков, насосов для накачивания велосипедных камер, пневматического оружия

Учащимся можно также объяснить, что эти свойства человек применил в производстве пневматических устройств, например, отбойных молотков, насосов для накачивания велосипедных камер, пневматического оружия.