Растения являются на земле основным источником кислорода. Исследовательская работа на тему "Источники кислорода на нашей планете"

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Почему растения играют главную роль в природе? Растения являются на земле основным источником кислорода


Основной источник кислорода на земле

Уже один миллиард лет атмосфера Земли состоит в основном из азота (20–78%) и кислорода (5–21%). Современная атмосфера Земли в объемных процентах содержит: азота — 78%, кислорода — 21, углекислого газа — 0,03, аргона — 0,93, остальные 0,04% занимают гелий, метан, криптон, закись азота, водород, ксенон. Сравнительно высокий процент содержания в атмосфере аргона — 40 объясняется тем, что в недрах Земли в него превращается большое количество радиоактивного калия — 40. Современные физические параметры атмосферы следующие: толщина атмосферного слоя до 1000 километров, масса 5·1018 кг, давление у поверхности планеты 1 атмосфера.

В таблице показаны эволюционные изменения химического состава атмосферы в прошлом и в перспективе на 2 миллиарда лет вперед (в %). Рассмотрим причины этих изменений в химическом составе атмосферы Земли.

Эволюционные изменения химического состава атмосферы Земли

1. Углекислый газ CO2 появился благодаря обильным вулканическим извержениям. Нет единого мнения о его процентном составе в атмосфере 4 — 5 миллиардов лет назад. Газовый состав современных вулканических извержений содержит 40% по весу углекислого газа, а азота N2 — 2%. Однако можно предположить, что в прошлом углекислый газ имел возможность накапливаться в атмосфере до 90%. Это объясняется тем, что CO2 и N2 являются самыми инертными химическими соединениями атмосферы, и они почти не вступают в реакции c другими элементами. Остальные вулканические газы (HCl, CN, HF, SO2, Nh4 и другие) относятся к крайне агрессивным компонентам, поэтому быстро «уничтожались», вступая в соединения с металлами горных пород, веществами вулканической лавы, растворенными в водах солями. Следовательно, процентное содержание углекислого газа и азота постоянно возрастало, а других газов — постепенно уменьшалось.

Становится понятным, как содержание углекислого газа в атмосфере молодой Земли могло повыситься до 90%, а содержание азота в наше время достигло 78%. Основными потребителями углекислого газа являются растения. Источниками углекислого газа являются вулканы, промышленность и процесс дыхания животных. Основными резервуарами хранения являются атмосфера и океан.

А) Основные «резервуары для хранения» углекислого газа на Земле.

1) Сейчас в атмосфере содержится 0,03% углекислого газа, что составляет 2·1015 килограмм. Одновременно с этим на Земле произрастает 1016 кг растений (по А.Виноградову), которые за год поглощают более 1014 кг углекислого газа. Тогда углекислого газа хватит только на 20 лет.

2) Крупным «резервуаром» углекислого газа являются океаны и моря, так как в их водах растворено 5·1016 кг углекислого газа. Тогда только в течение 500 лет растительный мир Земли мог бы расходовать растворенный в гидросфере углекислый газ.

Углекислый газ из атмосферы и сегодня в большом количестве растворяется в водах океанов и морей. Вызывает тревогу то, что в будущем продолжится понижение процентного содержания углекислого газа в атмосфере, а следовательно, он снизит свою концентрацию и в океане.

Б) Основные источники углекислого газа на Земле.

1) Вулканические извержения в прошлом являлись самым главным источником углекислого газа для атмосферы, а растения — единственными потребителями углекислого газа. В настоящее время все вулканы за год выделяют в атмосферу 109 кг углекислого газа, а цивилизация сжигает органические топлива, и тем самым также пополняет атмосферу углекислым газом еще на 3·1012 кг в год (т.е. в 3000 раз больше, чем вулканы). Вулканические процессы на планете постепенно затухают по мере ее «старения». Через 1 миллион лет вулканизм на Земле полностью прекратится.

2) Около 150 лет еще будет действовать дополнительный источник углекислого газа — цивилизация, которая в большом количестве сжигает ископаемые органические вещества (уголь, нефть, дрова, горючие сланцы — geoglobus.ru). Но затем эти полезные ископаемые будут исчерпаны. Залежи полезных ископаемых типа угля, нефти, природного газа цивилизация исчерпает через 150 лет, и цивилизация прекратит пополнять атмосферу углекислым газом, образующимся при сгорании органических топлив. Поэтому одни ученые полагают, что, несмотря на сжигание топлива в течение 150 лет, процентное содержание углекислого газа в атмосфере будет снижаться. Количество CO2 останется прежним (0,03%), так как он поглотится растениями и произойдет компенсационное увеличение биомассы у растений Земли. Другие ученые говорят о повышении содержания углекислого газа в атмосфере до 0,04 — 0,05% с последующим незначительным потеплением климата на планете к 2150 году. Так или иначе, но после 2150 года цивилизация останется без органического топлива и процесс глобального снижения количества углекислого газа в атмосфере продолжится.

3) Углекислый газ также выделяется в атмосферу в количестве 1010 кг в год при разложении умерших животных и погибших растений в океанах, морях и на суше. Так же углекислый газ выделяется при дыхании животных и человека из их легких.

В) «Скорость» исчезновения углекислого газа из атмосферы Земли.

Обратим внимание на то, что хотя в течение последних десятков миллионов лет «работали» все природные источники углекислого газа (вулканизм, океаны, гниение), однако содержание углекислого газа в атмосфере снижалось и, например, за время кайнозойской эры (за 70 миллионов лет) упало с 12% (перед началом кайнозойской эры) до 0,03%, то есть в 400 раз. Через 10 миллионов лет количество углекислого газа в атмосфере уменьшится в 1000 раз, процентный состав будет 0,000003%. Такое уменьшение содержания углекислого газа воздействует губительно для всех растений, что подтверждается на опытах с помещением растений под стеклянный колпак и одновременным уменьшением там содержания СО2. Растения "съели" весь углекислый газ атмосферы. Газовый источник пищи для растений почти иссяк. В ответ на это растения вынуждены будут сначала (через 100 тысяч лет) уменьшать собственную биомассу в сотни раз, а, в конце концов, все растения погибнут от отсутствия углекислого газа в атмосфере.

Углекислый газ будет полностью трансформирован растениями в кислород примерно через 30 миллионов лет. Учёные полагают, что благодаря естественному круговороту веществ углекислый газ не исчезнет из состава земной атмосферы почти 30 миллионов лет. Поэтому можно утверждать, что после 30 миллионов лет, по причине отсутствия углекислого газа в атмосфере произойдет полное вымирание растительного мира. Понятно, что одновременно с исчезновением растений произойдет гибель травоядных животных. После этого вымрут хищники, и произойдет полное исчезновение животного мира. Земля лишится всех видов жизни по двум геокосмическим причинам: исчезновение углекислого газа из атмосферы и сильного похолодания на поверхности планеты.

2. Кислород O2. Сейчас можно сформулировать один из главных законов биологической эволюции: первым видом живой материей во Вселенной являются растения, которые превращают неорганическую материю (CO2) в органическую (древесину, листья, плоды, цветы). Вторым видом живой материи во Вселенной является животный мир, который появляется на планете после насыщения океанов и атмосферы кислородом (O2) в процессе жизнедеятельности растений, а пищей для животных служат растения и другие животные.

А) Основным источником кислорода на Земле являются растения.

После 3,5 миллиардов лет, когда в океане появились первые растения (водоросли), на Земле происходил процесс насыщения кислородом атмосферы и вод океана. В обмен на поглощение углекислого газа растения выделяют в атмосферу кислород. Кислород в атмосфере появился 3 миллиарда лет назад в количестве 0,1 — 1%. Он относится к очень активным химическим веществам. Поэтому в прошлом около 1020 кг кислорода из атмосферы было потрачено на окисление атмосферных газов, растворенных в океанах и морях веществ, а также на окисление веществ горных пород на суше и на дне океанов. Весь современный растительный мир планеты в год потребляет 1014 кг углекислого газа и выделяет 3·1013 кг кислорода, что в 3,3 раза меньше массы безвозвратно поглощенного углекислого газа.

Поэтому можно сделать вывод, что в настоящее время количество кислорода в атмосфере увеличивается, а количество углекислого газа уменьшается. Если этот процесс не замедлится, то через 1500 лет в атмосфере будет 26% кислорода, через 3000 лет – 42% (в 2 раза больше, чем сейчас). Но такого большого увеличения процентного состава кислорода в атмосфере не произойдет, так как для этого недостаточно углекислого газа планеты. На поверхности Земли (в атмосфере и океанах — geoglobus.ru) находится примерно 1017 кг углекислого газа, из которого растения могут получить 3·1016 кг кислорода (3% от находящегося в атмосфере). Следовательно, максимальное количество кислорода в атмосфере может увеличиться до 24% (21% + 3%). При нынешних темпах выделения кислорода растениями, в атмосфере его будет содержаться 24% через несколько миллионов лет.

Б) Основные «резервуары и хранилищами» кислорода на Земле является атмосфера и океан.

Сейчас количество кислорода в атмосфере 21%, что составляет по весу 1018 кг. Примерно в 3 раза большая его масса растворена в водах океанов, морей, озер и рек. Рыбы дышат именно этим, растворенным в воде, кислородом.

В) Основные потребители кислорода на Земле является мантия Земли, промышленность и животные.

1) Затраты кислорода на глобальное окисление. Вода с растворенным в ней кислородом проникает глубоко в недра Земли, где кислород вступает в реакцию с еще не окисленными веществами коры и мантии. Нагретая в недрах Земли вода в виде пара поднимается на поверхность планеты, чтобы остыть и пропитаться новой порцией кислорода, а потом снова опускается в недра. Делая бесчисленные круговороты, подземная вода за год уносит в недра Земли около 1011 кг кислорода. Процесс окисления веществ в недрах планеты растворенным в воде кислородом является достаточно мощным источником его глобального потребления. Годовая потребность в кислороде для этого геохимического процесса составляет 1011 кг.

Вся масса свободного кислорода в атмосфере и океане равна примерно 3·1018 кг. Значит, кислород атмосферы и океана будет истрачен на окисление остывающих горных пород мантии и вещества ядра Земли через 30 миллионов лет после гибели всех растений на Земле (т.е. через 60 миллионов лет, считая от сегодняшнего дня). После потери кислорода атмосфера будет состоять исключительно из азота. Поэтому через 60 миллионов лет атмосферу Земли ожидает азотная стадия эволюционного развития.

2) Затраты кислорода на сжигание топлива. Ежегодно затрачивается 5·1012 кг кислорода атмосферы на сжигание цивилизацией органического топлива и в пожарах (лесные, на нефтяных скважинах и т. д.). Конечным продуктом сжигания являются углекислый газ и вода.

Органическое топливо + 3О2 = СО2 + 4Н2О.

Растения почти сразу трансформируют углекислый газ (от сжигания топлив и пожаров) опять в кислород. Безвозвратно теряется только кислород при синтезе воды во время горения органических веществ, что составляет 2·1012 кг в год.

3) Кислород атмосферы потребляется в момент дыхания животных и людей в количестве около 109 кг в год. Выдыхается из легких животных и человека углекислый газ, который быстро трансформируется растениями опять в кислород.

4) Вывод о темпах глобального поглощения кислорода. Если суммировать массу поглощенного кислорода из атмосферы и массу растворенного кислорода в океанах, то получится величина около 6·1012 кг в год. При этом необходимо учитывать, что необратимо (безвозвратно) масса кислорода поглощается в количестве 3·1012 кг в год, а остальная его масса образует углекислый газ и вступает в круговорот.

3. Азот N2, которого сейчас в атмосфере 78% (или около 4·1018 кг), образовался по двум причинам. Азот выделяется в атмосферу в течение 5 миллиардов лет благодаря вулканическим процессам. Вулканические газы содержат от 0,1 до 2% азота. Газообразный азот обладает низкой химической активностью, поэтому он постоянно накапливается в атмосфере Земли. В водах океанов и морей растворено азота в 5 раз больше, чем в атмосфере – 20·1018 кг. Всего на поверхности Земли содержится 24·1018 кг свободного азота. Кроме вулканического происхождения существуют другие механизмы поступления азота в атмосферу.

Азот поступал в атмосферу при процессе окисления аммиака. Академик А.Виноградов отстаивает именно эту гипотезу возникновения азота в атмосфере Земли. По приблизительным расчетам, с 5 до 2 миллиарда лет назад в атмосфере Земли содержалось от 5 до 20% аммиака. Начиная с момента, когда растения начали выделять в атмосферу кислород, возник глобальный процесс окисления аммиака с образованием азота.

2Nh5 + 2O2 = N2 + 4h3O.

Азот, в отличие от углекислого газа и кислорода, не участвует в глобальных биохимических процессах. Его усваивают в незначительных количествах в год некоторые виды азотобактерий в почве и илистом дне водоемов. Азот внутри бактериальных клеток превращается в аммиак, цианистые соединения, окись и закись азота. Биологами подсчитано, что за год атмосфера безвозвратно теряет на микробиологические процессы 1011 кг азота. Тогда весь свободный азот Земли будет усвоен бактериями через 240 миллионов лет.

a-viptravel.ru

Источники кислорода на планете и в городе Москва. Краткий обзор.

В настоящее время в атмосфере содержится около (1,2-2,0) *10+15 т кислорода. В результате фотосинтеза зелеными растениями ежегодно вырабатывается на суше (0,7—1,0)*1011 т этого необходимого для жизни газа. Мировой океан за тот же период продуцирует около 4,0*1011 т 02. Значительное количество кислорода используется в процессах дыхания гетеротрофных организмов. Скорость потребле­ния кислорода в этих процессах составляет примерно 0,22*1011 т/год. Другой источник кислорода в атмосфере - процесс фотодиссоциации молекул воды — мало влияет на баланс этого газа, так как таким путем ежегодно образуется примерно 2*10+6 т 02. Основной поставщик кислорода - растения. В процессе фотосинтеза растения ежегодно поглощают из атмосферы 170 миллиардов тонн углекислого газа, выделяя кислород. Таинство преобразования его в органическое вещество происходит в живых клетках с помощью хлорофилла и света. Главнейшим составляющим этого процесса является фотолиз воды. В ходе его из молекулы воды под действием энергии солнечных лучей высвобождается кислород, а водород идет на восстановление углекислоты. Считают, что растения ежегодно создают до 100 миллиардов тонн органических веществ. При этом они расходуют 130 миллиардов тонн воды, из нее выделяется 115 миллиардов тонн кислорода. Две трети получаемой органической массы приходится на земные растения и треть на планктон и водоросли. Из того, что вырастает на земле, опять же две трети - продукция леса. Тихий лес - большой труженик. Подсчитано, что один гектар хорошего древостоя (есть такой термин у лесоводов) поглощает ежегодно до шести с половиной тонн углекислого газа и выделяет при этом до 5 тонн кислорода - столько, сколько требуется для дыхания чистым воздухом большому поселку. В этом смысле ни одна рукотворная фабрика кислорода (а она несомненно усугубила бы дальнейшее загрязнение окружающей среды!) не может сравниться с хорошим лесом. Производительность у каждой древесной породы в зависимости от возраста разная. Скажем, гектар сосняка в возрасте 20 лет поглощает 9 тонн углекислого газа в год, а в 60 лет - 13. Значит, среднеспелые сосняки - самые производительные зеленые "фабрики" чистого воздуха, а именно они в первую очередь и попадают под пилу и топор. У разных деревьев - своя производительная сила. Скажем, если гектар елового леса по "умению" поглощать углекислый газ принять за 100 процентов, то березовая, осиновая и любая другая лиственная роща дает 120 процентов, сосновый бор - 150, липовый парк - - 250, дубрава - 450 процентов и т.д. Но поистине уникальным санитаром воздуха выступает наш обыкновенный тополь. На оздоровительном поприще он один способен заменить три липы или четыре сосны, семь елей.Расчёты, проведённые учёными для лесов бассейна Амазонки (а это самый большой массив тропических лесов на Земле), показали, что в более влажные годы образование органического вещества превышает его разложение, поэтому кислорода больше выделяется, чем потребляется. А в более сухие — наоборот, разложение протекает интенсивнее, чем создание нового вещества, и, соответственно, кислорода больше потребляется, чем выделяется. В среднем же за десятилетний период эти процессы уравновешены.Свободный кислород может накопиться в атмосфере только в том случае, если эквивалентное ему количество образованного органического вещества изымается из круговорота. Иными словами — становится недоступным для воздействия грибов, бактерий и животных.Запасы угля, торфа, нефти — всё это органическое вещество оказалось захороненным в отложениях, а кислород, который выделился когда-то при его образовании, остался в атмосфере. Места, где из круговорота выводится большое количество органического вещества, существуют и сейчас. Это, например, торфяные болота, которыми так богата Россия. Если под «лёгкими» понимать орган, который снабжает организм кислородом и выводит из него углекислый газ, то «лёгкие планеты» — это прежде всего болота. ??????????

- Зелени в Москве будет больше, - пообещали «КП» в столичном департаменте охраны окружающей среды. - Есть генеральная схема озеленения Москвы до 2020 года. И через 11 лет на каждого москвича будет приходиться 26 квадратных метров зеленых насаждений.

 Планы впечатляют. 23% земель, занятых сейчас промзонами и малыми реками, чьи берега размыты и замусорены, хотят засаживать деревьями. Там, где были заборы, планируют разбить парки и скверы. Только вот... слабо верится. Как на месте скверов строят торговые комплексы, я видел много раз. На моих глазах изуродовали парк «Дружба» у ст. метро «Речной вокзал». А вот нового парка не видел ни разу! Когда в Москве вдруг освобождается площадка, на ней тут же ставят элитку, магазин или офис. Может, потому, что за площадку под строительство чиновник всегда может получить немалый откат? А за сквер что получишь? Жители ведь не скинутся и не принесут. А значит, не будет им сквера...

 Смешно и грустно: если житель без санкции властей (т. е. не имея порубочного билета) спилит дерево, которое буквально лезет ветвями в окно и затеняет комнату, его оштрафуют. Сумма огромна - до 250 тысяч рублей! А строительные компании валят деревья тысячами. И ничего.ПАРАДОКС!))

aoserg.livejournal.com

Исследовательская работа на тему "Источники кислорода на нашей планете"

Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного

образования детей Дворец детского (юношеского) творчества

Пушкинского района города Санкт-Петербурга

Государственное бюджетное образовательное учреждение средняя школа №530

с углубленным изучением предметов естественно-математического цикла

Пушкинского района города Санкт-Петербурга

ТЕМА РАБОТЫ:

«Источники кислорода на нашей планете»

Работу выполнила ученица 2б класса

ГБОУ школы № 530 с углубленным изучением

предметов естественно – математического цикла:

Комбурлей Ксения

Руководитель: Янсон Лина Викторовна,

учитель начальных классов

Санкт-Петербург - Пушкин

2016 год

Содержание

Введение………………………………………………………………………………... 3

Гипотеза, цель исследования…………………………………………………………. 4

Задачи……………………………………………………..……………………………. 4

Глава 1. Литературный обзор

    1. В Мировом океане……………………………………………………………… 5 - 6

    2. Что такое кислород?............................................................................................. 6 - 7

    3. Фотосинтез …………………………….…………………………………………… 8

Глава 2. Практическая часть

    1. Растения поглощают из воздуха углекислый газ и выделяют кислород . 9 - 11

    2. Пути утилизации кислорода ……………………………………………… 12- 13

    3. Описание основных поставщиков кислорода в атмосферу……………. 13 – 17

Выводы…………………………………………………………………………………. 17

Заключение ……………………………………………………………………………. 18

Список литературы……………………………………………………………………. 19

Введение

Часто мы слышим, что деревья являются главным источником кислорода на планете. Но так ли это? В своей исследовательской работе я попыталась узнать, действительно ли деревья являются основным источником кислорода или есть у него и другое происхождение.

Доля кислорода в составе воздуха – 21 %. Весь кислород, которым дышат почти все живые существа нашей планеты, выделен растениями в процессе фотосинтеза – процесса, протекающего в зеленых клетках листьев растений на свету. Из простых веществ, образуются сложные химические соединения, которые потом выделяются в кислород. Этот необходимый для жизни газ поднимается в атмосферу и потом равномерно распределяется по ней.

Лесов на нашей планете с каждым годом становится все меньше и меньше. Почему же мы не ощущаем нехватку кислорода? Недавно, смотря телепередачу, я услышала, что Мировой океан называют «легкими планеты». Мне стало интересно, причем здесь океан, если это огромное количество воды. Оказывается, в воде кислород вырабатывают в результате фотосинтеза живущие в толще воды фитопланктоны.

Я решила изучить различную литературу, интернет ресурсы, а также провести опыты и узнать, что же в действительности является основным источником кислорода на нашей планете.

Гипотеза

Возможно ли что кислород, вырабатываемый в водах Мирового океана в огромном количестве, поступает в атмосферу, а не только используется обитателями океана?

Цель исследовательской работы:

Выяснить, что является основным источником кислорода на нашей планете и почему Мировой океан называют «легкими планеты».

Задачи

  1. Собрать информацию по интересующей теме.

  2. Ознакомиться с процессом фотосинтеза – главным источником кислорода на Земле.

  3. Найти ответ на вопрос:

  1. Изучить основные источники кислорода и провести сравнительный анализ.

  2. Обобщить результаты работы и сделать выводы.

Глава 1. Литературный обзор

1.1 В Мировом океане

Всей своей поверхностью Мировой океан соприкасается с атмосферой. И естественно, что на рубеже этих стихий между ними происходит интенсивный обмен. В обоих направлениях перемещаются газы, влага и тепло. Ежедневно в атмосфере в виде паров находится около 13 тысяч кубических километров воды. Этот постоянный фонд влаги все время пополняется за счет испарения воды с поверхности океана и расходуется, выпадая на поверхность планеты в виде осадков.

Общая масса воды, которую океан отдает атмосфере, составляет около 355 тысяч кубических километров в год. Обратно же, из воздуха в море, возвращается только 320 тысяч кубических километров. Остальная вода (35 тысяч кубо-километров), прежде чем вернуться в океан, проходит сложный цикл на суше.

Таким образом, только одна десятая часть того огромного количества влаги, которое испаряется с поверхности Мирового океана, орошает леса и поля, а девять десятых циркулируют в замкнутой системе «море — атмосфера».

В нижних слоях атмосферы воздух состоит из 78 процентов азота и 21 процента кислорода (кроме того, в нем имеются инертные газы, водород и углекислота, в сумме составляющие 1 процент объема). Растворимость разных газов в воде неодинакова; там, кислород растворяется в ней значительно легче азота, поэтому объемное соотношение кислорода к азоту в океанических водах равно 1:2, а не 1:4, как в воздухе.

Кислород, растворенный в водах Мирового океане, полностью обеспечивает потребность морских организмов, за его счет происходит также окисление органических и минеральных продуктов. Тем не менее в воде постоянно имеются излишки кислорода, который улетучивается в атмосферу. Особенно обильно он поступает в атмосферу в местах произрастания морских растений, в первую очередь одноклеточных планктонных водорослей.

Ученые предполагают, что весь кислород воздушной оболочки нашей планеты образовался за счет фотосинтеза и его наличие в атмосфере поддерживается зелеными растениями. Как известно, в ХХ столетии в результате роста городов и промышленных предприятий площадь суши, занятая зелеными растениями, резко сократилась. Особенно катастрофически уменьшаются лесные массивы, дающие немалую долю кислорода, синтезируемого наземной растительностью.

В этой связи роль океана в регенерации воздушной оболочки Земли еще более возрастает. Мировой океан не только обогащает атмосферу кислородом, но и способствует удалению из нее углекислого газа, который образуется в результате дыхания живых организмов и как одно из следствий разрушения горных пород и вулканической деятельности. Относительное количество этого вещества в воздухе ничтожно и равно (по объему) 0,03 процента. Однако роль его в становлении глобальных климатических условий и для нормального развития жизни совершенно несоразмерна со столь малой величиной.

1.2 Что такое кислород?

Так что же такое кислород? Кислород – это невидимый газ, без вкуса, лишен запаха, газообразен при обычных условиях.

Многие ученые прошлого догадывались, что существует вещество со свойствами, которые, как мы теперь знаем, присущи кислороду.

Кислород открыли почти одновременно два выдающихся химика второй половины XVIII в. швед Карл Вильгельм Шееле и англичанин Джозеф Пристли. Шееле получил кислород раньше, но его трактат «О воздухе и огне», содержавший информацию о кислороде, был опубликован позже, чем сообщение об открытии Пристли.

Кислород самый распространенный элемент на нашей планете. Он входит в состав воды (88,9%), а ведь она покрывает 2/3 поверхности земного шара, образуя его водную оболочку гидросферу. Кислород вторая по количеству и первая по значению для жизни составная часть воздушной оболочки Земли атмосферы, где на его долю приходится 21% (по объему) и 23,15% (по массе). Кислород входит в состав многочисленных минералов твердой оболочки земной коры литосферы: из каждых 100 атомов земной коры на долю кислорода приходится 58 атомов.

Как вы уже знаете, обычный кислород существует в форме О2. Это газ без цвета, запаха и вкуса. В жидком состоянии кислород имеет светло-голубую окраску, в твердом - синюю. В воде газообразный кислород растворим лучше, чем азот и водород.

Кислород участвует и в процессах медленного окисления различных веществ при обычной температуре. Эти процессы не менее важны, чем реакции горения. Так, медленное окисление пищи в нашем организме является источником энергии, за счет которой живет организм. Кислород для этой цели доставляется гемоглобином крови, который способен образовывать с ним непрочное соединение уже при комнатной температуре. Окисленный гемоглобин оксигемоглобин доставляет во все ткани и клетки организма кислород, который окисляет белки, жиры и углеводы (составные части пищи), образуя при этом углекислый газ и воду и освобождая энергию, необходимую для деятельности организма.

Исключительно важна роль кислорода в процессе дыхания человека и животных.

Растения также поглощают атмосферный кислород. Но если в темноте идет только процесс поглощения растениями кислорода, то на свету протекает еще один противоположный ему процесс — фотосинтез, в результате которого растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Так как процесс фотосинтеза идет более интенсивно, то в итоге на свету растения выделяют гораздо больше кислорода, чем поглощают его при дыхании. Таким образом, содержание свободного кислорода Земли сохраняется благодаря жизнедеятельности зеленых растений.

1.4 Фотосинтез

Фотосинтез – это образование сахаров из воды и углекислого газа за счет энергии солнечного света, при котором выделяется «отход производства» - кислород, необходимый почти всем организмам для дыхания. При дыхании вновь образуется углекислый газ, нужный для фотосинтеза. Фотосинтез поддерживает баланс этих двух газов в атмосфере.

Солнечную энергию для фотосинтеза улавливает пигмент хлорофилл, придающий зеленый цвет траве и листьям. Этот пигмент играет в фотосинтезе главную роль.

У водорослей хлорофилл содержится в хроматофорах (пигментсодержащие и светоотражающие клетки), имеющих различную форму. У бурых и красных водорослей, обитающих на значительной глубине, куда затруднен доступ солнечного света, имеются другие пигменты. Фотосинтезирующие организмы располагаются в самом низу пищевой пирамиды, поэтому является источником пищи для всего живого на планете. Выделяющийся при фотосинтезе кислород поступает в атмосферу. В верхних слоях атмосферы из кислорода образуется озон. Озоновый экран защищает поверхность Земли от жесткого ультрафиолетового излучения, что сделало возможным выход живых организмов на сушу.

Глава 2. Практическая часть

2.1 Растения поглощают из воздуха углекислый газ и выделяют кислород.

Я решила провести опыты и доказать, что зеленые растения поглощают из воздуха углекислый газ и выделяют кислород.

Ход опыта:

Кладем в одну банку листья, сорванные с комнатного растения. Вытесняю при помощи свечки из банки кислород, т.е. в процессе горения в закрытой банке кислород превращается в углекислый газ, и свечка гаснет. Плотно закрываю банку крышкой.

Тоже проделываем с банкой без листьев

В результате опыта у меня остаются 2 закрытые банки, содержащие углекислый газ, при этом одна банка пустая, а в другой листья комнатного растения.

Банки плотно закрываем и оставляем на 2 дня, при этом они находятся под воздействием солнечного и искусственного света (свет ламп).

Через двое суток аккуратно приоткрываем банку с листьями (надо заметить, что на стенках банки образовалось небольшое кол-во влаги) и опускаем в нее горящую свечку. Свеча горит, значит, появился кислород, т.к. он необходим для горения.

Такой же опыт проделываем со второй банкой, свечка тухнет.

Вывод:

- воздух в банке с листьями, стоявшей на свету, изменился - в ней появился кислород;

- во второй банке изменений не произошло.

Итак, листья на свету вырабатывают кислород.

Тут у меня возникает вопрос: если на зиму на значительной части Земли деревья и кустарники сбрасывают листья, то почему мы не ощущаем недостатка кислорода?

Я продолжила свое исследование.

2.2 Пути утилизации кислорода

Изучая роль кислорода в атмосфере, я выяснила, что убыль молекулярного кислорода из атмосферы происходит не только в результате дыхания.

Человеку в сутки для дыхания нужно около 830 грамм кислорода, в год – 302, 95 кг кислорода. Одно дерево в среднем вырабатывает в день 2,5 кг кислорода, в год – 912,5 кг кислорода. Известно, что 50 кв. м зеленого леса поглощает за 1 час углекислого газа столько же, сколько выделяет при дыхании за 1 час один человек, т.е. 40 г.

Количество углекислого газа, вырабатываемого всем Человечеством (6 млрд.) за 1 сутки и количество углекислого газа, который может поглотить весь лесной массив (4 млрд. га):

50 м 2 х 24 ч = 1200 м 2 - S леса, необходимая для поглощения углекислого газа, вырабатываемого 1 человеком в сутки.

1200 х 6 млрд. = га - S леса, необходимая для поглощения углекислого газа, вырабатываемого всем Человечеством за 1 сутки.

Вычисления приблизительные, т.к. различные источники дают разные данные.

Примерная площадь лесов на планете немного превышает 4 миллиарда гектаров или 30% суши. Но не все эти земли заняты деревьями - сюда входят также поляны, дороги, просеки. Именно леса занимают около 3 миллиарда га. На планете проживает более 6 миллиардов человек. При сжигании 1 кг угля или дров расходуется более 2 кг кислорода. Это примерно кислород, вырабатываемый одним деревом.

Один легковой автомобиль сжигает 1825 кг кислорода на каждые 100 км пути. Это примерно кислород, вырабатываемый 734 деревьями. Для сгорания 1 кг бензина требуется около 300 кг кислорода,

 Если помножить эти цифры на 400 млн. единиц мирового парка автомобилей, можно представить себе степень угрозы, таящейся в чрезмерной автомобилизации.

Много кислорода выделяется тропическими лесами, которые часто называют «легкими планеты». При этом правда, умалчивается, что за год тропические леса потребляют практически столько же кислорода, сколько образуют. Расходуется он на дыхание организмов, разлагающих готовое органическое вещество,  в первую очередь бактерий и грибов.

Таким образом, около 60 % кислорода расходуется, как это неудивительно, вовсе не на дыхание обитателей нашей планеты, а на разложение погибших организмов (гниение) и производственную деятельность человека.

Вывод: кислород не только дает нам возможность дышать полной грудью, но и выступает в роли своеобразной печки для сжигания мусора.

2.3 Описание и рейтинг основных поставщиков кислорода

Далее на основе изученного мною материала я составила рейтинг основных источников кислорода в атмосферу.

И так: на почётном 3 месте - наши любимые леса!

Да существует мнение, что "легкими планеты" являются леса, поскольку считается, что именно они — основные поставщики кислорода в атмосферу. Однако на самом деле это не так.

Никто не спорит, что леса, конечно же, надо сохранять и оберегать. Однако вовсе не из-за того, что они являются этими пресловутыми "легкими". Потому что на самом деле их вклад в обогащение нашей атмосферы кислородом практически равен нулю.

Как мы знаем, любое дерево не вечно, поэтому, когда, наступает время, оно умирает. Когда ствол лесного гиганта падает на землю, его организм разлагают тысячи грибов и бактерий в течение весьма длительного времени. Все они используют при этом кислород, который вырабатывается оставшимися в живых растениями. Согласно подсчетам исследователей, на подобную "уборку территории" уходит около восьмидесяти процентов "лесного" кислорода. Но оставшиеся 20 процентов кислорода вовсе не поступают в "общий атмосферный фонд", а также используются лесными жителями "на местах" в своих целях. Ведь животным, растениям, грибам и микроорганизмам тоже нужно дышать. Поскольку все леса, как правило, являются весьма густонаселенными зонами, этого остатка хватает только для того, что бы удовлетворить кислородные потребности лишь своих собственных обитателей. Для соседей (например, жителей городов, где собственной растительности мало) уже ничего не остается.

Кто же тогда находится на 2 месте?

На суше это, как ни странно торфяные болота.

Всем известно, когда на болоте погибают растения, их организмы не разлагаются, поскольку бактерии и грибы, делающие эту работу, не могут жить в болотной воде — там много природных антисептиков, выделяемых мхами.

Итак, отмершие части растений, не разлагаясь, опускаются на дно, образуя залежи торфа. А если нет разложения, то и кислород не тратится. Поэтому болота отдают в общий фонд около 50 процентов вырабатываемого ими кислорода (другую половину используют сами обитатели этих неприветливых, но весьма полезных мест). 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.

И 1 место присуждается именно им!

Как я и предполагала, излишки улетучивается в атмосферу.

Чтобы проверить своё предположение я решила провести опыт, для чего взяла водные растения с водой из аквариума, и поместил в банку вместе с маленькими улитками.

Свеча горела в закрытой банке 15 секунд, израсходовав кислород, она погасла.

Отверстие в крышке я залепила пластилином и оставила банку на окне.

Через 2 дня.

Улитки остались живы, а свеча прогорела 5 секунд.

Вывод:

В банке из воды и углекислого газа благодаря растению снова появился кислород – часть использовали улитки, а часть потратилась на горение. Вот так, значит, происходит и в природе – газообмен между океаном и атмосферой!

Всей своей поверхностью Мировой океан соприкасается с атмосферой. И естественно, что на рубеже этих стихий между ними происходит интенсивный обмен. В обоих направлениях перемещаются газы, влага и тепло. Растения Мирового океана (занимающего площадь около 360 млн. км2) по приблизительным подсчетам способны ежегодно превращать в органическое вещество 20-155 млрд. т углерода. При этом они используют всего 0,11% падающей на поверхность Земли солнечной энергии.

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, Мировой океан занимает 70% суши и 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.

Мировой океан не только обогащает атмосферу кислородом, но и способствует удалению из нее углекислого газа, который образуется в результате дыхания живых организмов и как одно из следствий разрушения горных пород и вулканической

деятельности.

Вывод:

  • кислород, растворенный в водах Мирового океана, полностью обеспечивает потребность морских организмов, за его счет происходит также окисление органических и минеральных продуктов.

  • излишки кислорода улетучиваются в атмосферу. Особенно обильно он поступает в атмосферу в местах произрастания морских растений, в первую очередь одноклеточных планктонных водорослей.

  • океан удаляет излишки углекислого газа из атмосферы.

Заключение.

Как известно, в 21 столетии в результате роста городов и промышленных предприятий площадь суши, занятая зелеными растениями, резко сократилась. Особенно катастрофически уменьшаются лесные массивы. В этой связи роль океана в регенерации воздушной оболочки Земли еще более возрастает. Так что, как это ни странно, род человеческий живет и здравствует на Земле именно за счет микроскопических "кислородных фабрик", плавающих по поверхности океана. Их так же 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.

Список литературы

  1. Валери Ле  Дю «Мир моря». Москва: Махаон,2005 г.

  2. Монин А С. История Земли. Л.: Наука, 1977..

  3. Пимон М. Р. «Тайны моря». Москва: Махаон, 2006 г.

  4. Степанов В. Н. Природа Мирового океана. М.: Просвещение, 1982.

  5. Тарасов В.И. "Гидросфера": Учебное пособие. Уссурийский госпединститут, 2004г.

  6. Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. Л.: Гидрометеоиздат,1974

  7. Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

  8. Энциклопедия знатока «Зелёная планета». Москва, «Махаон»-2006

  9. Энциклопедия для детей. Москва «Махаон»- 2013

  10. Энциклопедия для школьников. Москва «Махаон»- 2011

Фотосинтез – Википедия.

Мировой океан – Википедия.

Кислород – Википедия.

infourok.ru

Откуда кислород на земле

Не  одно столетие между учеными  длятся  дебаты  о реальном  источнике кислорода на Земле. По  предварительным  данным   первую  половину жизни  планета  Земля вообще была без  кислорода. Большая  часть ученых  выдвигает  теорию  о  том, что  2,4 млрд  лет назад  кислород на Земле  был незначительным. Кислородом  наша  атмосфера наполнялась постепенно.

Как на Земле появился кислород?  Считается, что основной источник кислорода на Земле  - цианобактерии.  Это фотосинтезирующий микроб, который  порождает  кислород. И благодаря  цианобактерии произошел резкий скачек содержания кислорода  в  атмосфере.  Но когда и благодаря чему появились эти микробы  пока до конца не известно. Также  до конца еще не понятно как именно происходил процесс наполнения  атмосферы  Земли кислородом. Известно, что это было сочетание резкого глобального похолодания, зарождение новых видов, и  появление новых минеральных пород. Как заявил Доминик  Папине (специалист института Карнеги, Вашингтон), учение пока не в силах четко определить, что было причиной, а что следствием. Многое произошло  практически одновременно и по этой причине так много разных  несостыковок  и противоречий. Чтобы  больше прояснить  геологическую сторону этого вопроса, Доминик Папине   детально изучает  процесс образование  железа, а также осадочных пород, что формируются на самом дне  древних морей .

Его исследования направлены на особые минералы. Эти минералы содержаться  именно в образованиях железа, и они вполне могут быть связаны с возникновением жизни древних микробов и их смерти. Минералы железа, которые находятся   довольно  на дне морей – самый большой источник  железной руды. И это не   просто материал  для  изготовления  стали. По словам геологов именно в нем скрыта богатая  история  зарождения  жизни  на  планете  Земле.

А происхождение этого источника  до сих пор остается большой загадкой. Ученые выяснили, что для его формирования  нужна помощь  особых микроэлементов,  но,  правда,  пока  неизвестно  каких именно. Эти морские организмы  простые  одноклеточные, но к сожалению  никакой  информации они не оставили после себя. И исследователи не могут  теперь узнать,  какими именно они были, и  что  из себя представляли.

Предполагают, что строителем таких железных минералов была именно цианобактерия. Кислород, который  выходил  из  нее  окислял железо в морях и  океанах еще далеко  до  того как произошел великий кислородный взрыв. Но остается не ясным одно. Цианобактерия, появилась на планете Земля задолго до накопления  кислорода. Выходит, что прошли  сотни миллионов  лет,  перед тем как наша атмосфера  наполнилась кислородом?

 

Возможно  ответ в сложном переплетении биологии и геологии. Кислород, который выдыхала цианобактерия,  мог разрушаться  метаном. А при  взаимодействии двух этих газов формируются вода и углекислый газ. Ученые  отметили, что кислород  никак не может накапливаться  в среде  богатой на метан. Метаногены  вырабатывали метан и перекрывали все пути к накоплению кислорода на планете и еще нагревали  Землю  в результате парникового эффекта. А после того как планета Земля  наполнилась кислородом  количество данных организмов  сократилось.

Если Вам понравилась наша энциклопедия или пригодилась информация на этой странице поделитесь ею с друзьями и знакомыми - нажмите одну из кнопок соц сетей внизу страницы или вверху, ведь среди кучи ненужного мусора интернете достаточно сложно найти действительно интересные материалы.

planete-zemlya.ru

Почему растения играют главную роль в природе?

"Зеленые растения создают на Земле условия для существования всех живых организмов. Они выделяют кислород, который необходим для дыхания, служат основным источником пищи для всех животных. Даже самый кровожадный хищник зависит от растений, которыми питаются его жертвы. Покрывая Землю зеленым ковром, растения защищают и сохраняют ее. Заросли растений создают свой климат, более мягкий и более влажный, потому что листва противостоит иссушающему действию солнечных лучей. Корни растений скрепляют и удерживают почву. Там, где сохранился лес, поверхность Земли не обезображена оврагами.

Растения являются первоисточником существования, процветания и развития жизни на Земле и в первую очередь благодаря их свойству осуществлять фотосинтез. Формирование газового состава атмосферного воздуха, как известно, также находится в прямой зависимости от растений. Зеленые растения в процессе фотосинтеза выделяют около 510" тонн свободного кислорода в год. Растения участвуют в образовании гумуса, который является самой существенной частью почвы, обеспечивает ее высокое плодородие. Растительность оказывает большое влияние на климат, водоемы, животный мир и другие элементы биосферы, с которыми она тесно взаимосвязана"

и вот ещё

"Участвуют в образовании органических веществ, накапливают в продуктах фотосинтеза большое количество химической энергии. Поддерживают необходимый для существования большинства организмов уровень кислорода в атмосфере. Предотвращают накопление в атмосфере избытка углекислого газа. Играют ведущую роль в круговороте минеральных и органических веществ, что обеспечивает непрерывное существование жизни на Земле. Растительность существенно влияет на климат, формирует температурный режим планеты: за счет значительного поглощения СО2 произошло уменьшение парникового эффекта, снижение температуры до современного уровня. Выделяемый растениями О2 защищает биосферу от коротких ультрафиолетовых лучей, которые губительны для всего живого на Земле. Растительность принимает активное участие в формирование почв. Предотвращают эрозию почв, закрепляют овраги и горные склоны. Обуславливают накопление воды на поверхности Земли, способствуют образованию болот, поддерживают полноводие рек. Залежи полезных ископаемых - каменный и бурый уголь, сланцы, торф, которые образовались в результате фотосинтетической деятельности растений, служат человеку топливом. "

otvet.mail.ru

Роль лесов в производстве кислорода на земле

С детства мы знаем, что деревья являются главным источником кислорода на планете. Позже, на уроках биологии я узнала, что кислород вырабатывается в результате фотосинтеза - процесса, протекающего в зеленых клетках листьев растений на свету. Из простых веществ - воды и углекислого газа образуются сложные химические соединения - сахара, которые потом превращаются в крахмал, клетчатку, белки и жиры, выделяется кислород.

Лесов на нашей Планете с каждым годом становится все меньше и меньше. Почему же мы не ощущаем нехватку кислорода? Может, растения поглощают углекислый газ и вырабатываемого ими кислорода хватает людям с избытком? Я решила провести опыты, и доказать, что зеленые растения поглощают из воздуха углекислый газ и выделяют кислород.

Описание опыта

Оборудование: комнатное растение с крупными листьями, две литровых банки, стеклянные пластинки (или замена), вазелин, широкая емкость с водой, стеклянная (пластиковая или др. ) трубка длиной 30-40 см, лучинки, спички.

Ход опыта:

Кладем в одну банку 5-6 крупных листьев, сорванных с комнатного растения. Банку с листьями заполняем водой, прикрываем пластиной и, перевернув ее донышком вверх, опускаем в широкую емкость с водой .

Затем вытесняем воду из банки, выдыхая сквозь трубку углекислый газ . Плотно придавив горлышко банки пластиной под водой, вынимаем из воды и переворачиваем. Проделываем тоже с банкой без листьев. Приоткроем банку и введем внутрь горящую лучинку .

Лучина моментально погасла. Следовательно, воздух насыщен углекислым газом. Проделаем это же со второй банкой.

Обмажем вазелином горлышки банок. Поставим на окно . Можно на ночь оставить свет.

Через сутки - двое аккуратно приоткрываем банку с листьями, находившуюся на свету, и опускаем в нее горящую лучинку .

Лучина горит, значит, появился кислород, т. к. кислород необходим для горения. То же делаем со второй банкой . Лучина тухнет.

* Воздух в банке с листьями, стоявшей на свету, изменился - в ней появился кислород;

* Во второй банке изменений не произошло.

Значит, листья на свету вырабатывают кислород.

Проблема

Тогда у меня возник вопрос: если на зиму на большей территории Земли деревья сбрасывают листья, почему мы не ощущаем недостатка кислорода? Почему мы не задыхаемся зимой?

И я предположила: может быть есть какой-нибудь другой источник кислорода?

Задачи:

1. Собрать информацию в литературе, в Интернет по интересующей теме.

2. Найти ответы на проблемные вопросы:

> Сколько кислорода вырабатывает одно дерево в год? Сколько поглощает углекислого газа?

> Сколько кислорода надо в среднем человеку в год для дыхания?

> Какая площадь лесов на планете?

> Какое количество человек проживает на планете?

> Куда еще, кроме дыхания людей используется кислород? В каком количестве?

> Хватает ли кислорода, вырабатываемого деревьями для дыхания?

3. Сделать выводы. Подготовить презентацию работы.

1. Сколько кислорода вырабатывает одно дерево в год? Сколько поглощает углекислого газа?

Одно дерево в среднем вырабатывает в день 2,5 килограмма кислорода, в год - 912, 5 килограммов кислорода. Известно, что 50 м зеленого леса поглощает за 1 час углекислого газа столько же, сколько его выделяет при дыхании за 1 час один человек, т. е. 40 г.

Рассчитаем количество углекислого газа, вырабатываемого всем Человечеством (6 млрд. ) за 1 сутки и количество углекислого газа, который может поглотить весь лесной массив (4 млрд. га):

50 м х 24 ч = 1200 м - S леса, необходимая для поглощения углекислого газа, вырабатываемого 1 человеком в сутки.

1200 х 6 млрд. = 720 000 000 га - S леса, необходимая для поглощения углекислого газа, вырабатываемого всем Человечеством за 1 сутки.

720 000 000 га : 4 000 000 000 га = 0,18 раз - во столько раз меньше существующая S леса, необходимая для поглощения углекислого газа, вырабатываемого всем Человечеством.

Хочется обратить внимание, что в различных источниках даются разные данные, поэтому вычисления приблизительные.

2. Сколько кислорода надо в среднем человеку в год для дыхания?

Одному человеку в сутки для дыхания нужно 0,83 кг кислорода; 302,95 кг кислорода в год.

3. Какова площадь, занимаемая лесами на планете?

Примерная площадь лесов на планете немного превышает 4 миллиарда гектаров или 30% суши. Но не все эти земли заняты собственно деревьями - сюда входят также поляны, дороги, просеки. Именно леса занимают около 3 миллиарда га.

4. Какое количество человек проживает на планете?

На планете проживает более 6 миллиардов человек.

5. Куда еще, кроме дыхания людей используется кислород? В каком количестве?

При сжигании 1 кг угля или дров расходуется более 2 кг кислорода. Это примерно кислород, вырабатываемый одним деревом.

Один легковой автомобиль сжигает 1825 кг кислорода на каждые 100 км пути. Это примерно кислород, вырабатываемый 734 деревьями. Для сгорания 1 кг бензина требуется около 300 кг кислорода, и за час работы мотор средней легковушки поглощает столько кислорода, сколько нужно человеку для дыхания в течение месяца. Ежегодно автомобиль поглощает из атмосферы в среднем более 4 тонн кислорода, выбрасывая с отработавшими газами примерно 800 кг оксида углерода, около 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Если помножить эти цифры на 400 млн. единиц мирового парка автомобилей, можно представить себе степень угрозы, таящейся в чрезмерной автомобилизации.

6. Хватает ли кислорода, вырабатываемого деревьями для дыхания населения Планеты?

Много кислорода выделяется тропическими лесами, которые часто называют >. При этом правда, умалчивается, что за год тропические леса потребляют практически столько же кислорода, сколько образуют. Расходуется он на дыхание организмов, разлагающих готовое органическое вещество, в первую очередь бактерий и грибов.

Площадь лесов - около 3 миллиардов гектаров, примерно 0,8 га на одного человека. Не так уж это и много. 14-15% занимают северные хвойные леса (Россия, Канада и США), 55-60% - тропические леса. Больше всего лесов на душу населения приходится в Канаде - 9,4 га.

Если представить, что один автомобиль в среднем за год сжигает 1825 килограммов кислорода. А одно дерево в год вырабатывает 912, 5 килограммов. А автомобилей в мире 400 миллионов, и их количество постоянно растет. Количество же деревьев постоянно уменьшается.

Общая скорость образования кислорода растениями при фотосинтезе за 1 год 1,55х10 т.

Расход кислорода за 1 год - 2,16х1010 т.

Проанализировав информацию, проведя вычисления, я узнала, что кислорода, вырабатываемого растениями лесов при фотосинтезе, не хватит для дыхания.

Возникает вопрос: есть ли другие источники кислорода?

Я стала собирать информацию, чтобы ответить на этот вопрос. Выяснилось, что доля кислорода, вырабатываемого деревьями, составляет 10 - 30 % (по разным источникам) от всего кислорода, содержащегося в атмосфере. Остальные 70 - 90 % дает нам Океан. Кислород вырабатывают в результате фотосинтеза живущие в толще воды цианобактерии, фитопланктон, частью которого являются сине-зеленые водоросли. А так как площадь Океана в три раза больше, и фитопланктона с водорослями в нем больше, чем деревьев на суше, то и кислорода океан будет вырабатывать больше.

Ответив на свои вопросы, я узнала, что на земле есть и другие источники кислорода. И эти источники вырабатывают кислорода намного больше, чем деревья. Но это не уменьшает роль лесов на Планете. Растения являются единственными источниками питательных веществ. Ведь животные не способны сами производить энергию. Они зависят от запасов питательных веществ, создаваемых растениями, и получают из них жизненную энергию.

Все в природе взаимосвязано. Загрязнение Океана может привести к уменьшению кислорода на планете. Влажные тропические леса играют жизненно - важную роль в регулировании климата на нашей Планете: они занимают особое положение в циклах круговорота кислорода, углерода и воды. На нашей планете уже уничтожено больше 80% влажных лесов, и их уничтожение продолжается.

Надо беречь и сохранять все, что дала нам природа.

www.microanswers.ru

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 города Воронежа

Круговорот углерода и кислорода

Углерод и кислород входят в состав практически всех органических веществ, из которых состоят живые организмы.

Круговорот углерода. Углерод в биосфере часто представлен наиболее подвижной формой - углекислым газом. Источником первичной углекислоты биосферы является вулканическая деятельность, связанная с вековой дегазацией мантии и нижних горизонтов земной коры.   Миграция углекислого газа в биосфере Земли протекает двумя путями. Первый путь заключается в поглощении его в процессе фотосинтеза с образованием органических веществ и в последующем захоронении их в литосфере в виде торфа, угля, горных сланцев, рассеянной органики, осадочных горных пород. Так, в далекие геологические эпохи сотни миллионов лет назад значительная часть фотосинтезируемого органического вещества не использовалась ни консументами, ни редуцентами, а накапливалась и постепенно погребалась под различными минеральными осадками. Находясь в породах миллионы лет, этот детрит под действием высоких температур и давления превращался в нефть, природный газ и уголь, во что именно - зависело от исходного материала, продолжительности и условий пребывания в породах. Теперь мы в огромных количествах добываем это ископаемое топливо для обеспечения потребностей в энергии, а сжигая его, в определенном смысле завершаем круговорот углерода. Если бы ни этот процесс в истории планеты, вероятно, человечество имело бы сейчас совсем другие источники энергии, а может быть и совсем другое направление развития цивилизации.

Ежегодно в процесс фотосинтеза вовлекается 170 млрд т углекислого газа, 68 млрд т воды, а также около 6 млрд т азота, 2 млрд т фосфора, миллионы тонн калия, кальция, магния, серы, железа и др. элементов.

По второму пути миграция углерода осуществляется созданием карбонатной системы в различных водоемах, где CO2 переходит в h3CO3, HCO3-, CO32-. Затем с помощью растворенного в воде кальция (реже магния) происходит осаждение карбонатов CaCO3 биогенным и абиогенным путями. Возникают мощные толщи известняков. Наряду с этим большим круговоротом углерода существует еще ряд малых его круговоротов на поверхности суши и в океане. В пределах суши, где имеется растительность, углекислый газ атмосферы поглощается в процессе фотосинтеза в дневное время. В ночное время часть его выделяется растениями во внешнюю среду. С гибелью растений и животных на поверхности происходит окисление органических веществ с образованием CO2. Особое место в современном круговороте веществ занимает массовое сжигание органических веществ и постепенное возрастание содержания углекислого газа в атмосфере, связанное с ростом промышленного производства и транспорта.

Наиболее важными звеньями круговорота углерода являются усвоение углекислого газа из воздуха зелёными растениями в процессе фотосинтеза и возвращение углекислого газа в атмосферу при дыхании, а также при разложении тел животных, питающихся растениями.

Круговорот кислорода. Кислород - наиболее активный газ. В пределах биосферы происходит быстрый обмен кислорода среды с живыми организмами или их остатками после гибели. В составе земной атмосферы кислород занимает второе место после азота. Господствующей формой нахождения кислорода в атмосфере является молекула О2. Круговорот кислорода в биосфере весьма сложен, поскольку он вступает во множество химических соединений минерального и органического миров. Свободный кислород современной земной атмосферы является побочным продуктом процесса фотосинтеза зеленых растений и его общее количество отражает баланс между продуцированием кислорода и процессами окисления и гниения различных веществ. В истории биосферы Земли наступило такое время, когда количество свободного кислорода достигло определенного уровня и оказалось сбалансированным таким образом, что количество выделяемого кислорода стало равным количеству поглощаемого кислорода. Круговорот кислорода — взаимообмен кислородом между средой и живыми организмами или их остатками. Основным источником возобновления кислорода на Земле является процесс фотосинтеза. Кислород используется всеми формами жизни (кроме анаэробов) в процессе дыхания.

< Предыдущая страница "Круговорот веществ в природе"

Следующая страница "Круговорот азота" >

biolicey2vrn.ru


Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта