Plik cykl tlenowy odnosi się do krążenia tlenu na Ziemi. Jest to gazowy cykl biogeochemiczny. Tlen jest drugim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem w atmosferze po azocie i drugim po wodorze najbogatszym w hydrosferze. W tym sensie cykl tlenowy jest połączony z obiegiem wody..
Ruch cyrkulacyjny tlenu obejmuje wytwarzanie ditlenu lub dwuatomowego tlenu cząsteczkowego (Odwa). Dzieje się tak z powodu hydrolizy podczas fotosyntezy prowadzonej przez różne organizmy fotosyntetyzujące..
Odwa Jest wykorzystywany przez organizmy żywe w oddychaniu komórkowym, wytwarzając dwutlenek węgla (COdwa), który jest jednym z surowców do procesu fotosyntezy.
Z drugiej strony w górnych warstwach atmosfery zachodzi fotoliza (hydroliza aktywowana energią słoneczną) pary wodnej, wywołana promieniowaniem ultrafioletowym słońca. Woda rozkłada się, uwalniając wodór, który jest tracony w stratosferze, a tlen jest integrowany z atmosferą.
Poprzez interakcję z cząsteczką Odwa Z atomem tlenu, ozonem (O3). Ozon tworzy tak zwaną warstwę ozonową.
Indeks artykułów
Tlen jest niemetalicznym pierwiastkiem chemicznym. Jego liczba atomowa to 8, czyli w stanie naturalnym ma 8 protonów i 8 elektronów. W normalnych warunkach temperatury i ciśnienia występuje w postaci ditlenu, bezbarwnego i bezwonnego. Jego wzór cząsteczkowy to Odwa.
Odwa zawiera trzy stabilne izotopy: 16LUB, 17Albo i 18O. Dominującą formą we wszechświecie jest 16O. Na Ziemi stanowi 99,76% całkowitego tlenu. Plik 18Lub stanowi 0,2%. Kształt 17Czy jest to bardzo rzadkie (~ 0,04%).
Tlen jest trzecim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem we wszechświecie. Produkcja izotopów 16Albo zaczęło się w pierwszej generacji słonecznego spalania helu, które nastąpiło po Wielkim Wybuchu.
Ustanowienie cyklu nukleosyntezy węgiel-azot-tlen w późniejszych pokoleniach gwiazd zapewniło dominujące źródło tlenu na planetach..
Wysokie temperatury i ciśnienia wytwarzają wodę (H.dwaO) we Wszechświecie poprzez wywołanie reakcji wodoru z tlenem. Woda jest częścią składową jądra Ziemi.
Wychodnie magmy wydzielają wodę w postaci pary, która wchodzi do obiegu wodnego. Woda rozkłada się w wyniku fotolizy na tlen i wodór w wyniku fotosyntezy oraz promieniowania ultrafioletowego w górnych warstwach atmosfery..
Pierwotna atmosfera przed ewolucją fotosyntezy przez sinice była beztlenowa. Dla organizmów żywych przystosowanych do tej atmosfery tlen był gazem toksycznym. Nawet dzisiaj atmosfera czystego tlenu powoduje nieodwracalne uszkodzenia komórek.
Fotosynteza wywodzi się z ewolucyjnej linii dzisiejszych sinic. Zaczęło się to zmieniać skład ziemskiej atmosfery około 2,3-2,7 miliarda lat temu..
Rozprzestrzenianie się organizmów fotosyntetyzujących zmieniło skład atmosfery. Życie ewoluowało w kierunku przystosowania się do atmosfery tlenowej.
Siły i energie napędzające cykl tlenowy mogą być geotermalne, kiedy magma wyrzuca parę wodną lub mogą pochodzić z energii słonecznej.
Ten ostatni zapewnia podstawową energię do procesu fotosyntezy. Energia chemiczna w postaci węglowodanów powstająca w wyniku fotosyntezy napędza z kolei wszystkie procesy życiowe w łańcuchu pokarmowym. W ten sam sposób Słońce wytwarza zróżnicowane ogrzewanie planet oraz prądy morskie i atmosferyczne..
Ze względu na jego obfitość i wysoką reaktywność cykl tlenowy łączy się z innymi cyklami, takimi jak COdwa, azot (Ndwa) i obieg wody (H.dwaLUB). To nadaje mu multicykliczny charakter.
Zbiorniki Odwa i COdwa są one połączone procesami, które obejmują tworzenie (fotosyntezę) i niszczenie (oddychanie i spalanie) materii organicznej. W perspektywie krótkoterminowej te reakcje utleniania-redukcji są głównym źródłem zmienności stężenia O.dwa w atmosferze.
Bakterie denitryfikacyjne pozyskują tlen do oddychania z azotanów w glebie, uwalniając azot.
Tlen jest jednym z głównych składników krzemianów. Dlatego stanowi ważną część płaszcza i skorupy ziemskiej..
21% atmosfery składa się z tlenu w postaci ditlenu (Odwa). Inne formy obecności tlenu w atmosferze to para wodna (H.dwaO), dwutlenek węgla (COdwa) i ozon (O3).
71% powierzchni ziemi pokrywa woda. Ponad 96% wody obecnej na powierzchni Ziemi koncentruje się w oceanach. 89% masy oceanów składa się z tlenu. COdwa Rozpuszcza się również w wodzie i podlega procesowi wymiany z atmosferą..
Kriosfera odnosi się do masy zamarzniętej wody pokrywającej określone obszary Ziemi. Te masy lodu zawierają około 1,74% wody w skorupie ziemskiej. Z drugiej strony lód zawiera różne ilości uwięzionego tlenu cząsteczkowego.
Większość cząsteczek tworzących strukturę żywych istot zawiera tlen. Z drugiej strony dużą część organizmów żywych stanowi woda. Dlatego biomasa lądowa jest również rezerwą tlenu.
Ogólnie rzecz biorąc, cykl, po którym następuje tlen jako środek chemiczny, obejmuje dwa duże obszary, które składają się na jego charakter jako cykl biogeochemiczny. Obszary te są reprezentowane w czterech etapach.
Obszar geośrodowiskowy obejmuje przemieszczenia i ograniczenia w atmosferze, hydrosferze, kriosferze i geosferze tlenu. Obejmuje to etap środowiskowy zbiornika i źródła oraz etap powrotu do środowiska..
Obszar biologiczny obejmuje również dwa etapy. Są związane z fotosyntezą i oddychaniem.
Głównym źródłem tlenu atmosferycznego jest fotosynteza. Ale są też inne źródła, z których tlen może dostać się do atmosfery..
Jednym z nich jest płynny płaszcz zewnętrzny jądra Ziemi. Tlen dostaje się do atmosfery w postaci pary wodnej w wyniku erupcji wulkanów. Para wodna unosi się do stratosfery, gdzie ulega fotolizie w wyniku wysokoenergetycznego promieniowania słonecznego i wytwarzania wolnego tlenu..
Z drugiej strony oddychanie wydziela tlen w postaci COdwa. Procesy spalania, zwłaszcza procesy przemysłowe, również zużywają tlen cząsteczkowy i wytwarzają COdwa do atmosfery.
Podczas wymiany między atmosferą a hydrosferą tlen rozpuszczony w masach wody przedostaje się do atmosfery. Ze swojej strony COdwa Atmosferyczne rozpuszcza się w wodzie jako kwas węglowy. Tlen rozpuszczony w wodzie pochodzi głównie z fotosyntezy alg i cyjanobakterii.
W górnych warstwach atmosfery promieniowanie wysokoenergetyczne hydrolizuje parę wodną. Promieniowanie krótkofalowe aktywuje cząsteczki O.dwa. Są one podzielone na wolne atomy tlenu (O).
Te wolne atomy O reagują z cząsteczkami O.dwa i wytwarzają ozon (O3). Ta reakcja jest odwracalna. Ze względu na działanie promieniowania ultrafioletowego O3 ponownie rozpada się na wolne atomy tlenu.
Tlen jako składnik powietrza atmosferycznego bierze udział w różnych reakcjach utleniania, stając się częścią różnych związków naziemnych. Ważnym źródłem tlenu jest utlenianie gazów z erupcji wulkanów..
Największym stężeniem wody na Ziemi są oceany, w których występuje jednakowe stężenie izotopów tlenu. Wynika to z ciągłej wymiany tego pierwiastka ze skorupą ziemską w procesach cyrkulacji hydrotermalnej..
Na granicach płyt tektonicznych i grzbietów oceanicznych generowany jest ciągły proces wymiany gazowej.
Lądowe masy lodu, w tym polarne masy lodu, lodowce i wieczna zmarzlina, są głównym zbiornikiem tlenu w postaci wody w stanie stałym..
Podobnie tlen uczestniczy w wymianie gazowej z glebą. Tam stanowi istotny element procesów oddechowych mikroorganizmów glebowych..
Ważnym składnikiem gleby są procesy utleniania minerałów i spalania paliw kopalnych..
Tlen będący częścią cząsteczki wody (H.dwaO) podąża za obiegiem wody w procesach parowania-transpiracji i kondensacji-wytrącania.
W chloroplastach zachodzi fotosynteza. W fazie świetlnej fotosyntezy potrzebny jest środek redukujący, czyli źródło elektronów. Wspomnianym środkiem w tym przypadku jest woda (H.dwaLUB).
Pobierając wodór (H) z wody, tlen (Odwa) jako produkt odpadowy. Woda przedostaje się do rośliny z gleby przez korzenie. W przypadku alg i sinic pochodzi ze środowiska wodnego.
Cały tlen cząsteczkowy (Odwa) powstające podczas fotosyntezy pochodzi z wody używanej w procesie. CO jest zużywany w procesie fotosyntezydwa, energia słoneczna i woda (H.dwaO) i uwolniony zostaje tlen (Odwa).
Odwa powstający w procesie fotosyntezy jest wydalany do atmosfery przez aparaty szparkowe w przypadku roślin. Glony i cyjanobakterie przywracają je do środowiska poprzez dyfuzję membranową. Podobnie procesy oddechowe przywracają tlen do środowiska w postaci dwutlenku węgla (COdwa).
Aby pełnić swoje życiowe funkcje, organizmy żywe muszą efektywnie wykorzystywać energię chemiczną generowaną przez fotosyntezę. W przypadku roślin energia ta jest magazynowana w postaci złożonych cząsteczek węglowodanów (cukrów). Reszta organizmów pozyskuje go z pożywienia
Proces, w którym żywe istoty rozwijają związki chemiczne w celu uwolnienia wymaganej energii, nazywa się oddychaniem. Proces ten zachodzi w komórkach i ma dwie fazy; jeden tlenowy i jeden beztlenowy.
Oddychanie tlenowe zachodzi w mitochondriach roślin i zwierząt. U bakterii odbywa się to w cytoplazmie, ponieważ brakuje im mitochondriów.
Podstawowym elementem oddychania jest tlen jako środek utleniający. Oddychanie zużywa tlen (Odwa) i uwalnia się COdwa i wodę (H.dwaO), wytwarzając użyteczną energię.
COdwa a woda (para wodna) jest uwalniana przez aparaty szparkowe w roślinach. U zwierząt COdwa jest uwalniany przez nozdrza i / lub usta, a woda przez pot. W algach i bakteriach COdwa jest uwalniany przez dyfuzję membranową.
W roślinach w obecności światła rozwija się proces, który zużywa tlen i energię, zwany fotooddychaniem. Fotooddychanie wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, ze względu na wzrost stężenia CO.dwa w odniesieniu do stężenia Odwa.
Fotooddychanie ustanawia ujemny bilans energetyczny rośliny. Zużyj Odwa i energii chemicznej (wytwarzanej przez fotosyntezę) i uwalnia COdwa. Z tego powodu opracowali ewolucyjne mechanizmy przeciwdziałania temu (metabolizm C4 i CAN)..
Obecnie zdecydowana większość życia to aerobik. Bez krążenia Odwa w systemie planetarnym życie, jakie znamy dzisiaj, byłoby niemożliwe.
Ponadto tlen stanowi znaczną część mas powietrza na Ziemi. W związku z tym przyczynia się do związanych z nią zjawisk atmosferycznych i ich następstw: m.in. efektów erozyjnych, regulacji klimatu..
Bezpośrednio wywołuje procesy utleniania w glebie, gazach wulkanicznych i na sztucznych konstrukcjach metalowych..
Tlen to pierwiastek o dużej zdolności utleniającej. Chociaż cząsteczki tlenu są bardzo stabilne, ponieważ tworzą podwójne wiązanie, ponieważ tlen ma wysoką elektroujemność (zdolność przyciągania elektronów), ma wysoką zdolność reaktywną. Z powodu tej wysokiej elektroujemności tlen interweniuje w wielu reakcjach utleniania.
Zdecydowana większość procesów spalania zachodzących w przyrodzie wymaga udziału tlenu. Podobnie w przypadku stworzonych przez człowieka. W kategoriach antropicznych procesy te spełniają zarówno funkcje pozytywne, jak i negatywne.
Spalanie paliw kopalnych (węgiel, ropa, gaz) przyczynia się do rozwoju gospodarczego, ale jednocześnie stanowi poważny problem ze względu na swój udział w globalnym ociepleniu.
Duże pożary lasów wpływają na różnorodność biologiczną, chociaż w niektórych przypadkach są częścią naturalnych procesów zachodzących w niektórych ekosystemach.
Warstwa ozonowa (O3) w stratosferze jest tarczą ochronną atmosfery przed przedostawaniem się nadmiernego promieniowania ultrafioletowego. To wysokoenergetyczne promieniowanie zwiększa globalne ocieplenie.
Z drugiej strony jest silnie mutagenny i szkodliwy dla żywych tkanek. U ludzi i innych zwierząt ma działanie rakotwórcze.
Emisja różnych gazów powoduje zniszczenie warstwy ozonowej, a tym samym ułatwia przedostawanie się promieniowania ultrafioletowego. Niektóre z tych gazów to chlorofluorowęglowodory, wodorochlorofluorowęglowodory, bromek etylu, tlenki azotu z nawozów i halony..
Jeszcze bez komentarzy