Contrairement aux planètes chaudes et froides de notre système solaire, la planète Terre a des conditions qui permettent la vie sous une forme ou une autre. L'une des principales conditions est la composition de l'atmosphère, qui permet à tous les êtres vivants de respirer librement et protège des radiations mortelles qui règnent dans l'espace.
De quoi est faite l'atmosphère
L'atmosphère terrestre est composée de nombreux gaz. Il s'agit principalement d'azote, qui en occupe 77 %. Le gaz, sans lequel la vie sur Terre est impensable, occupe un volume beaucoup plus petit, la teneur en oxygène de l'air représente 21% du volume total de l'atmosphère. Les 2 derniers % sont un mélange de divers gaz, dont l'argon, le dioxyde de carbone, l'hélium, le néon, le krypton et d'autres.
L'atmosphère terrestre s'élève à une hauteur de 8 000 km. L'air respirable ne se trouve que dans la couche inférieure de l'atmosphère.troposphère, atteignant aux pôles - 8 km, et au-dessus de l'équateur - 16 km. Plus l' altitude augmente, plus l'air se raréfie et plus l'oxygène s'appauvrit. Pour considérer quelle est la teneur en oxygène de l'air à différentes hauteurs, nous donnerons un exemple. Au sommet de l'Everest (altitude 8848 m), l'air retient ce gaz 3 fois moins qu'au dessus du niveau de la mer. Par conséquent, les conquérants des hauts sommets - les grimpeurs - ne peuvent grimper à son sommet qu'avec des masques à oxygène.
L'oxygène est la principale condition de survie sur la planète
Au début de l'existence de la Terre, l'air qui l'entourait n'avait pas ce gaz dans sa composition. Cela convenait parfaitement à la vie des molécules unicellulaires les plus simples qui flottaient dans l'océan. Ils n'avaient pas besoin d'oxygène. Le processus a commencé il y a environ 2 millions d'années, lorsque les premiers organismes vivants, à la suite de la réaction de la photosynthèse, ont commencé à libérer de petites doses de ce gaz obtenu à la suite de réactions chimiques, d'abord dans l'océan, puis dans l'atmosphère. La vie a évolué sur la planète et a pris diverses formes, dont la plupart n'ont pas survécu jusqu'à nos jours. Certains organismes se sont finalement adaptés à la vie avec le nouveau gaz.
Ils ont appris à utiliser son pouvoir en toute sécurité à l'intérieur de la cellule, où il a agi comme une centrale électrique, afin d'extraire l'énergie des aliments. Cette façon d'utiliser l'oxygène s'appelle respirer, et nous le faisons à chaque seconde. C'est le souffle qui a rendu possible plusorganismes et personnes complexes. Au cours de millions d'années, la teneur en oxygène de l'air a grimpé en flèche pour atteindre son niveau actuel d'environ 21 %. L'accumulation de ce gaz dans l'atmosphère a contribué à la création de la couche d'ozone à une hauteur de 8 à 30 km de la surface de la Terre. Dans le même temps, la planète a été protégée des effets nocifs des rayons ultraviolets. L'évolution ultérieure des formes de vie sur l'eau et sur terre s'est accélérée en raison de l'augmentation de la photosynthèse.
Vie anaérobie
Bien que certains organismes se soient adaptés à l'augmentation des niveaux de gaz libérés, bon nombre des formes de vie les plus simples qui existaient sur Terre ont disparu. D'autres organismes ont survécu en se cachant de l'oxygène. Certains d'entre eux vivent aujourd'hui dans les racines des légumineuses, utilisant l'azote de l'air pour fabriquer des acides aminés pour les plantes. L'organisme mortel du botulisme est un autre "réfugié" de l'oxygène. Il survit tranquillement dans des emballages sous vide avec de la nourriture en conserve.
Quel est le niveau d'oxygène optimal pour la vie
Les bébés nés prématurément, dont les poumons ne sont pas encore complètement ouverts pour respirer, tombent dans des incubateurs spéciaux. En eux, la teneur en oxygène de l'air est plus élevée en volume, et au lieu des 21% habituels, son niveau de 30 à 40% est fixé ici. Les tout-petits ayant de graves problèmes respiratoires sont entourés d'air contenant 100 % d'oxygène pour éviter d'endommager le cerveau de l'enfant. Se trouver dans de telles circonstances améliore le régime d'oxygène des tissus en état d'hypoxie et normalise leurs fonctions vitales. Maisune trop grande quantité dans l'air est tout aussi dangereuse que trop peu. Trop d'oxygène dans le sang d'un enfant peut endommager les vaisseaux sanguins des yeux et entraîner une perte de vision. Cela montre la dualité des propriétés du gaz. Il faut le respirer pour vivre, mais son excès peut parfois devenir un poison pour l'organisme.
Processus d'oxydation
Lorsque l'oxygène se combine avec l'hydrogène ou le carbone, une réaction appelée oxydation se produit. Ce processus provoque la décomposition des molécules organiques qui sont à la base de la vie. Dans le corps humain, l'oxydation se déroule comme suit. Les globules rouges collectent l'oxygène des poumons et le transportent dans tout le corps. Il y a un processus de destruction des molécules des aliments que nous mangeons. Ce processus libère de l'énergie, de l'eau et du dioxyde de carbone. Ce dernier est excrété par les cellules sanguines dans les poumons et nous l'exhalons dans l'air. Une personne peut suffoquer si elle est empêchée de respirer pendant plus de 5 minutes.
Respirer
Tenez compte de la teneur en oxygène de l'air inhalé. L'air atmosphérique qui pénètre dans les poumons de l'extérieur lorsqu'il est inhalé est appelé inhalé, et l'air qui sort par le système respiratoire lorsqu'il est expiré est appelé expiré.
C'est un mélange d'air qui remplit les alvéoles avec celui qui se trouve dans les voies respiratoires. La composition chimique de l'air qu'une personne en bonne santé inspire et expire dans des conditions naturelles est pratiquementvarie et est exprimé en chiffres comme celui-ci.
Teneur en gaz (en %)
| - | Oxygène | Dioxyde de carbone | Azote et autres gaz |
| Air inhalé | 20, 94 | 0, 03 | 79, 03 |
| Air expiré | 16, 3 | 4, 0 | 79, 7 |
| Air alvéolaire | 14, 2 | 5, 2 | 80, 6 |
L'oxygène est le principal composant de l'air pour la vie. Les changements dans la quantité de ce gaz dans l'atmosphère sont faibles. Si la mer contient jusqu'à 20,99% d'oxygène dans l'air, alors même dans l'air très pollué des villes industrielles, son niveau ne descend pas en dessous de 20,5%. De tels changements ne révèlent pas d'effets sur le corps humain. Des troubles physiologiques apparaissent lorsque le pourcentage d'oxygène dans l'air tombe à 16-17%. Dans le même temps, il existe un déficit évident en oxygène, ce qui entraîne une forte baisse de l'activité vitale, et avec une teneur en oxygène de 7 à 8 % dans l'air, la mort est possible.
Ambiance à différentes époques
La composition de l'atmosphère a toujours influencé l'évolution. À différentes époques géologiques, en raison de catastrophes naturelles, des hausses ou des baisses du niveau d'oxygène ont été observées, ce qui a entraîné une modification du biosystème. Il y a environ 300 millions d'années, son contenu dans l'atmosphèreest passé à 35 %, alors que la planète était peuplée d'insectes de taille gigantesque. La plus grande extinction d'êtres vivants de l'histoire de la Terre s'est produite il y a environ 250 millions d'années. Au cours de celle-ci, plus de 90% des habitants de l'océan et 75% des habitants de la terre sont morts. Une version de l'extinction de masse dit que la faible teneur en oxygène de l'air était à blâmer. La quantité de ce gaz a chuté à 12% et il se trouve dans la basse atmosphère jusqu'à une altitude de 5300 mètres. À notre époque, la teneur en oxygène de l'air atmosphérique atteint 20,9 %, soit 0,7 % de moins qu'il y a 800 000 ans. Ces chiffres sont confirmés par des scientifiques de l'Université de Princeton qui ont examiné des échantillons de la glace du Groenland et de l'Atlantique qui se sont formées à cette époque. L'eau gelée a sauvé les bulles d'air, et ce fait aide à calculer le niveau d'oxygène dans l'atmosphère.
À quoi obéit son niveau dans l'air
L'absorption active de celui-ci depuis l'atmosphère peut être causée par le mouvement des glaciers. En s'éloignant, ils révèlent de vastes étendues de couches organiques consommatrices d'oxygène. Une autre raison peut être le refroidissement des eaux des océans: ses bactéries absorbent plus activement l'oxygène à basse température. Les chercheurs affirment que le saut industriel et avec lui la combustion d'une énorme quantité de carburant n'a pas d'impact particulier. Les océans du monde se refroidissent depuis 15 millions d'années, et la quantité de matière vitale dans l'atmosphère a diminué indépendamment de l'impact humain. Il est probable que certains processus naturels se déroulent sur Terre, conduisant au fait que la consommation d'oxygènedevient supérieur à sa production.
Impact humain sur la composition de l'atmosphère
Parlons de l'impact humain sur la composition de l'air. Le niveau que nous avons aujourd'hui est idéal pour les êtres vivants, la teneur en oxygène de l'air est de 21 %. L'équilibre de celui-ci et des autres gaz est déterminé par le cycle de vie dans la nature: les animaux exhalent du dioxyde de carbone, les plantes l'utilisent et libèrent de l'oxygène.
Mais rien ne garantit que ce niveau sera toujours constant. La quantité de dioxyde de carbone rejetée dans l'atmosphère augmente. Cela est dû à l'utilisation de carburant par l'humanité. Et comme vous le savez, il s'est formé à partir de fossiles d'origine organique et le dioxyde de carbone pénètre dans l'air. Pendant ce temps, les plus grandes plantes de notre planète, les arbres, sont détruites à un rythme croissant. Des kilomètres de forêt disparaissent en une minute. Cela signifie qu'une partie de l'oxygène de l'air diminue progressivement et que les scientifiques tirent déjà la sonnette d'alarme. L'atmosphère terrestre n'est pas un garde-manger illimité et l'oxygène n'y pénètre pas de l'extérieur. Il a été développé tout le temps avec le développement de la Terre. Il faut constamment se rappeler que ce gaz est produit par la végétation en cours de photosynthèse en raison de la consommation de dioxyde de carbone. Et toute réduction significative de la végétation sous forme de déforestation réduit inévitablement la pénétration d'oxygène dans l'atmosphère, perturbant ainsi son équilibre.
