Тропосфера — нижний очень тонкий слой атмосферы высотой 8-18 км, в котором сосредоточено 80% массы атмосферы Земли
Важность атмосферного O2 для биологических и геохимических процессов на Земле чрезвычайно высока. Поэтому учёные давно изучают, как изменялось содержание кислорода в истории нашей планеты. Это можно понять из расчёта парциального давления O2 и N2 в общем атмосферном давлении.
Несмотря на долгую историю вопроса, у специалистов до сих пор нет единого мнения об изменении атмосферного давления на протяжении последних 500 млн лет. Расчёты отличаются до 0,2 атм (см. диаграмму внизу). Даже за последние несколько миллионов лет нет ясной картины, как именно менялось атмосферное давление, парциальное давление и, следовательно, концентрация O2.
Вопрос непростой, ведь кислород из атмосферы постоянно потребляют животные, растения и даже камни. Группа учёных из Принстонского университета прояснила этот вопрос, изучив концентрацию воздушных пузырьков в ледяных кернах Гренландии и Антарктиды.
Ледяной керн с глубины 1837 м с видимыми годовыми слоями
На сегодняшний день ледяные керны — самый надёжный и точный источник данных об атмосферном давлении. Максимальный возраст льда в кернах — 800 тыс. лет, поэтому исследования ограничены этим временным интервалом.
Добыча ледяных кернов на научной станции «Восток» в Антарктиде
Оказалось, что в течение этого времени с Земли происходит довольно стабильная утечка кислорода со скоростью примерно 8,4 промилле за миллион лет. В частности, за последние 800 000 лет в атмосфере стало примерно на 0,7% меньше кислорода.
На диаграмме слева показано, как отличаются результаты научного моделирования соотношения O2/N2 в атмосфере и парциального давления. На диаграмме справа — изменение парциального давления по результатам измерения воздушных пузырьков в ледяных кернах за 800 тыс. лет
«Мы проделали эти измерения больше из интереса, чем для подтверждения теории, — сказал один из авторов научной работы Дэниель Столпер (Daniel Stolper). — Мы не знали, что получится: будет кислород увеличиваться с годами, уменьшаться или оставаться на постоянном уровне».
Уменьшение количества кислорода в атмосфере происходит довольно медленно. Вероятно, в ближайшие миллионы лет оно не угрожает человеческой жизни. Но информация о природе таких циклов очень важна для науки. Нам нужно знать, под влиянием каких факторов происходят изменения. Эту информацию можно использовать, в том числе, при терраформировании Марса, когда люди начнут заселение Красной планеты. Вероятно, нам придётся повышать количество кислорода в марсианской атмосфере.
На Земле тоже не было кислорода в первые пару миллиардов лет. Согласно наиболее вероятной теории, примерно 2,4 млрд лет назад уровень кислорода резко подскочил благодаря активности цианобактерий, известных также как сине-зелёные водоросли. Этот период резкого изменения состава атмосферы с последующей перестройкой биосферы и глобальным гуронским оледенением в истории Земли известен как кислородная катастрофа.
Сине-зелёные водоросли — причина, по которой 2,4 млрд лет назад на Земле появился кислород в большом количестве и возникла более продвинутая жизнь
Такую же кислородную катастрофу можно устроить на Марсе.
Учёные ещё не пришли к единому мнению, почему атмосфера Земли медленно теряет кислород. Есть две гипотезы. Одна из них — это происходит из-за увеличения скорости эрозии, в результате которой из почвы извлекается больше горных пород, которые окисляются и связывают больше кислорода. Другая теория связана с изменением климата: за последние несколько миллионов лет температура немного снизилась, несмотря на резкий рост в последние десятилетия. Из-за снижения температуры могла инициироваться цепочка экологических реакций, в результате которой больше кислорода стало растворяться и связываться в Мировом океане.
Пока что всё это лишь гипотезы, которые следует проверить.
В данный момент атмосфера Земли содержит 78,09% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,039% углекислого газа и небольшие примеси других газов. В ней также постоянно изменяется концентрация водяного пара, который считается одним из основных парниковых газов. На уровне океана концентрация H2O в атмосфере составляет около 1%, а в среднем — около 0,4%. Общая масса атмосферы — 5,5?1018 кг, то есть 5,5 зеттаграммов или 5,5 петатонн.
Накопление кислорода в атмосфере Земли. Зелёный график — нижняя оценка уровня кислорода, красный — верхняя оценка. 1. 3,85-2,45 млрд лет назад. 2. 2,45-1,85 млрд лет назад: начало производства кислорода и поглощение его океаном и породами морского дна. 3. 1,85-0,85 млрд лет назад: окисление горных пород на суше. 4. 0,85-0,54 млрд лет назад: все горные породы на суше окислены, начинается накопление кислорода в атмосфере. 5. 0,54 млрд лет назад — настоящее время
Утечка кислорода из земной атмосферы происходит медленно. Но учёные подчёркивают, что в их исследовании нет данных по изменению уровня кислорода за последние 200 лет, после начала Индустриальной революции, когда люди начали активно окислять углеводороды из земных недр, получая энергию от этой химической реакции и связывая большое количество кислорода из атмосферы. «Мы потребляем кислород в тысячу раз активнее, чем раньше, — говорит Дэниель Столпер. — Человечество полностью замкнуло [кислородный] цикл, сжигая тысячи тонн углерода… Это ещё одно свидетельство, что совместными усилиями люди способны значительно ускорить естественные процессы на Земле».
Научная работа опубликована 23 сентября 2016 года в журнале Science (doi: 10.1126/science.aaf5445).
Комментарии (68)
antivoland
25.09.2016 09:37-3пожалуй не буду сдувать шарики после праздника — вдруг пригодятся подышать. ;)
yadobr
25.09.2016 10:56-1Гелием или углекислым газом? =)
tormozedison
25.09.2016 11:10+1Почему, иногда надувают и воздухом — ручными насосами и небольшими электрическими компрессорами.
Trabant
25.09.2016 11:03Увеличение количества СО2 в атмосфере — это тоже хорошо, ведь именно углекислым газом «дышат» растения и выделяют кислород. Соответственно чем больше углекислоты-тем больше кислорода).
26dx
25.09.2016 12:01+1Это миф. Биосфера находится в балансе и потребляет столько же кислорода сколько и производит. Накопление кислорода в атмосфере происходит в первую очередь благодаря захоронению в осадках неокисленного органического вещества.
coturnix19
26.09.2016 12:15А вещество производится растениями. Выведя систему из равновесия, растения произведут чуть больше кислрода и захоронят чуть больше органики, чего и требовалось.
26dx
26.09.2016 23:36Захоронение подразумевает лишение органики доступа к кислороду, например болота. Практически во всех экосистемах большая часть органики произведенная растениями окисляется. В результате чего имеем на выходе все тоже количество исходного углерода в атмосфере.
coturnix19
27.09.2016 01:25Вот именно что «практически». А есть такие где и захороняется, к тому же неизвестно как отреагируют экосистемы на существенный рост производства биомассы в следствие роста со2 и влажности. Возможно что в каких-то маргинальных условиях окисление не будет успевать и скорость захоронения возрастет. А еще есть океан, который на рост со2 реагирует особенно эффективно — думаю о anoxic events все слышали. Правда с практической точки зрения глобальный такой ивент человечеству на пользу не пойдет, но немножко позахоронять в маргинальных морях не помешает.
MaximChistov
25.09.2016 12:57Растения дышат не углекислым газом, а кислородом.
potan
25.09.2016 14:06+1Углекислый газ они едят. А кислород — это отходы.
MaximChistov
25.09.2016 15:25+1Кислород в виде отхода от фотосинтеза и кислород, которым они дышат — не одно и то же.
http://www.kakprosto.ru/kak-856261-chem-dyshat-rasteniya
Altaisky
25.09.2016 11:28+5Такую же кислородную катастрофу можно устроить на Марсе.
Да, не хватает буквально мелочи, тёплого водяного океана на поверхности Марса и насыщенной метаном атмосферы, а так, да, хоть завтра.
Stroy71
25.09.2016 12:00-1«Человечество полностью замкнуло [кислородный] цикл, сжигая тысячи тонн углерода…»
Не пойму, как можно сжигать углерод?
region05
25.09.2016 12:14-1Мне кажется более адекватной теория, по которой источником кислорода является вода. Водяной пар легче воздуха (молекулярная масса 18 у воды и порядка 29 в среднем у воздуха), поднимается в верхние слои атмосферы (в гораздо больших относительных концентрациях чем другие, более тяжёлые газы воздуха), где происходит ионизация и атомизация. И уже там, на высотах порядка 50-100 км происходит разделение: атомарный водород уходит в бескрайний космос, а кислород, в основном, уходит вниз, где рекомбинирует и переходит в молекулярную форму.
teecat
26.09.2016 10:45Недавно читал, что таким образом было потеряно до 25 процентов воды. В связи с этим — никто не встречал визуализации движения материков не в их сегодняшнем виде, а с учетом бОльшего количества воды в древних океанах, а также поднятий/опусканий участков земной коры?
region05
26.09.2016 11:51-1Движение материков — это отдельная тема. Мне ещё в школе было смешно смотреть на все эти Пенгеи и Гандваны, когда материковую кору представляют себе в виде эдакой пробки, плавающей на поверхности воды. Только вот океанические плиты — это не вода, да и вообще не жидкость, они состоят из таких же плотных пород и плавать по ним не получится. Тем более так, как это представляют себе представители наиболее раскрученного в СМИ направления «дрейфа материков», когда материки сначала разбегаются, а потом собираются, точно стыкуясь в тех же местах, а потом снова разбегаются. Наиболее рационально и логично другое направление науки о Земле: планета, в недрах которой физико-химические процессы приводят к постепенному уменьшению средней плотности вещества и как следствие расширению, когда материки — это старая кора планеты, а океанические плиты — новая, появившаяся за счёт прибавки площади.
Но тут есть ещё один интересный момент: вода может переть из недр и то, сколько её было сколько-то там миллионов лет назад посчитать невозможно. Вполне вероятно, что из глубины прёт водород, связанный в гидриды, который продувая окисные алюмосиликатные породы восстанавливает их и поднимается далее на поверхность в виде воды. В подтверждение этому то, что океанические плиты состоят из базальтов, которые содержат меньшее количество кислорода, чем материковые граниты.teecat
26.09.2016 12:09О том и речь.
Но в принципе известно, где на материках и когда были моря/океаны. Соответственно эту часть можно отобразить хоть примерно
coturnix19
26.09.2016 12:47Только вот движения материков замеряли напрямую. И плавают плиты не по поверхности «коры» а по астеносфере.
region05
26.09.2016 22:43Движения материков измеряли, только достоверно установлено только удаление одних материков от других, а вот их сближения нигде не наблюдается. Субдукция — это лишь гипотеза. А вот расширение Атлантического и Тихого океана — установленный факт. А если есть расширение, но нет сжатия то… попробуйте сделать выводы сами.
Мысленно конечно можно представить себе плавание материковых плит по астеносфере, но только вот почему океанические плиты при этом не плавают как единое целое, а подобно жидкости дают плавать материкам? Что за такой геологический процесс, попирающий банальную логику?coturnix19
27.09.2016 02:32-1>>а вот их сближения нигде не наблюдается<< — если есть удаление (которое кстати замеряли не только по джипиэсу но просто линейкой), то есть и сближение. А еще скольжение — тоже косвенное но железное доказательство именно плитовой теории (и его линейкой замеряли). Конвергенцию вроде только по джпс, ну так ее и сложно линейкой замерить.
>>Субдукция — это лишь гипотеза<< — которая ничему не противоречит, в.т.ч. замерам движения плит джипиэсом и очень много что объясняет. Типа как эволюция — всего лишь гипотеза.
>> А если есть расширение, но нет сжатия << — так есть сжатие, но я знаю вы не поверите, т.к. это сговор производителей и операторов джипиэсов. И глонассов. Злые они.
>>Мысленно конечно можно представить себе плавание материковых плит по астеносфере, но только вот почему океанические плиты при этом не плавают как единое целое, а подобно жидкости дают плавать материкам? <<
— Они и плавают как целое, с чего вы взяли что они «дают плавать материкам»? Вместе с материками плавают.region05
27.09.2016 09:58-1ГПС здесь вообще не катит ибо то, что измеряют по ГПС пересчитывается просто в предположении постоянного радиуса Земли. Если это допущение убрать, что ГПСом в принципе никакие движения материков измерять нельзя, поскольку если Земля расширяется, то две точки могут удаляться друг от друга, даже если их долготы становятся ближе друг к другу и ГПСом это не установить: ГПС в этом случае установит только сближение долгот этих двух точек.
>>Вместе с материками плавают.
Да неужели? На самом деле предположение там такое, что они не плавают, они «подныривают» под материковые плиты и там расплавляются. Короче говоря «субдукция», которую никто никогда достоверно нигде не обнаруживал.
Вы поймите простую вещь: то, что здесь излагаю я — это не мои домыслы. Это вполне себе научно оформившееся направление геологии, только в школах изучают другое направление, основанное на других исходных предположениях, называемое «теорией тектоники плит», которое с семидесятых стало просто более популярным. Только и всего.
black_semargl
27.09.2016 10:21+1Океанические плиты — это просто тонкая застывшая корка на поверхности циркулирующей магмы, она более плотная и при первом удобном случае погружается вниз.
А вот континенты реально плавают, потому как менее плотные.region05
27.09.2016 13:33Образование океанической коры в срединоокеанических разломах — установленный факт, а вот «подныривание» нигде достоверно не обнаружено. Есть только сейсмические данные, которые пытаются трактовать как «доказательство» субдукции, но их можно трактовать и совершенно иначе — они достоверно ничего не доказывают. Если бы субдукцию действительно доказали — вопрос был бы закрыт. Но этого нет.
Но самый главный довод в пользу расширяющейся Земли — это, то, что все материковые плиты можно без зазоров уложить на сферу меньшего радиуса и тогда можно сделать вывод что материковые плиты — это старая земная кора, когда никаких океанических плит вовсе не было, а океанические плиты — это то, что возникло благодаря увеличению площади Земли. А тектоника плит никак не объясняет то, почему существует океаническая кора и материковая. Почему, к примеру, материковых плит ровно столько по площади и ровно столько океанических? Причём ничего из материковых плит не утонуло в мантии — все плиты имеют «ответную часть». Вопросы есть, а ответов нет.coturnix19
28.09.2016 02:09>> а вот «подныривание» нигде достоверно не обнаружено<< — раздувание тоже достоверно не обнаружено.
>>Если бы субдукцию действительно доказали — вопрос был бы закрыт. Но этого нет.<< — а он закрыт, фрики не в счет.
>>Но самый главный довод в пользу расширяющейся Земли — это, то, что все материковые плиты можно без зазоров уложить на сферу меньшего радиуса <<
— во первых. и это думаю очевидно. нельзя уложить плиты большого радиуса на сферу малого радиуса без серьезных деформаций — утолщение коры по стыкам будет до двух раз. А если есть деформации то уже нельзя говорить о «без зазоров». И это совершенно не довод, «стыковка» европы африки и америк была известна еще с 19го века, но тектоника плит оставалась на задворках науки пока не открыли серединно-оканические хребты и не проинерпретировали горячие точки в середине 20го века — и это емнип и былоглавным доводом, а окончательным стали данные джипиэс.
>>А тектоника плит никак не объясняет то, почему существует океаническая кора и материковая.<<
— тектоника плит явно далека от завершения, но происхождение континентальной коры худо-бедно объясняет — океаническая когда напитывается водой, вода заносится в мантию, выходит наверх и выносит наверх через вулканы и выносит лишний кремнезем и прочие минералы. деталей не знаю, но звучит правдоподобно. Но то сейчас, возможно что древняя кора образовалась как-то иначе.
>>Причём ничего из материковых плит не утонуло в мантии — все плиты имеют «ответную часть».<< — не понял вопроса, почему они должны тонуть, и что такое ответная часть.
region05
27.09.2016 13:38-1Когда одна плита наезжает на другую вполне можно ожидать образование гор — а в «субдукции» этого нет. Нет никаких гор на границе материковых и океанических плит. Почему? Если всё так идеально «подныривает», то почему тогда океаническая плита, «подныривая» не поднимает материковую? Я вижу только одно объяснение — «субдукция» — это такая абстракция, которая существует только в головах определённой группы геологов, но не в реальном мире.
black_semargl
28.09.2016 00:20А почему при «подныривании» должно что-то подниматься? Застывшее вещество океанической плиты даже слегка плотнее того, что находится под ним, потому как холодное.
А при погружении оно нагревается и окончательно утрачивает разницу. Хотя тонкий осадочный слой на верхней границе бывшей плиты остаётся детектируемым сейсмическими волнами.region05
28.09.2016 02:37-1Ну допустим что там детектируется сейсмическими волнами — это ещё большой вопрос — вопрос трактовки. Но в целом соглашусь с доводами. Но это всё несущественные вопросы. Другое дело как объяснить два более существенных вопроса: возможность собрать все материки без зазоров на сфере меньшего радиуса и вопрос о том, откуда собственно в одних местах возникла океаническая кора, а в других — материковая? Притом что никакой затонувшей в астеносфере материковой коры в принципе нет — для любой границы материковой коры есть ответная часть. Ведь вопрос с Пангеей интересен тем, что одна её граница выступает ответной частью для другой. Странное совпадение!
black_semargl
28.09.2016 09:39+1Как я понимаю — при образовании Земли на её поверхности оказалось некое количество лёгкого и не смешивающегося с веществом мантии вещества.
Вот оно и болтается, как жировые пятна на поверхности воды.
Когда оно оказывается над восходящим потоком — то ломается на достаточно мелкие кусочки, типа Мадагаскара, и потом собирается в точке нисходящего потока.
И таких сборок-разборок было уже больше десятка, поэтому все края конгломератов плит — бывшие разломы.
coturnix19
28.09.2016 02:33+1>>Когда одна плита наезжает на другую вполне можно ожидать образование гор — а в «субдукции» этого нет. << — Есть, но не всюду. Вообще, примитивно-интуитивно и не должно быть — если тяжелая плита проваливается-соскальзывает в мантию, то скорее наоборот ее должно тянуть назад и что собственно действительно балюдается при субдукции старых (плотных) океанических плит — вдоль всего западного берега тихого и восточного индийского океанов. Там «горы» есть но реимущественно вулканические, а вместо настоящих складчатых гор там больше образуются заарочные бассейны, как в значительной мере и в средиземноморье. Но есть и субдукция с компрессией, как вдоль андского побережья южной амерки — там горы настоящий и очень даже высокие, мне лично интуитивно не понятно почему там компрессия но наверное это потому что в детали не вдавался а найти объяснение «на пальцах» в интернете не удалось. Но явно как то связано с тем что плита молодая и быстро движущаяся, в вообще подобные типы субдукции явно в меньшинстве.
>>Нет никаких гор на границе материковых и океанических плит. Почему? Если всё так идеально «подныривает», то почему тогда океаническая плита, «подныривая» не поднимает материковую? <<
— есть же, анды и также скалистые горы — в северной америке хотя там ситуация менее понятна.
coturnix19
27.09.2016 19:00Там нету магмы (по крайней мере, сплошного слоя), иначе бы поперечные волны не проходили сквозь мантию. На геологических/планетарных масштабах мантия как-бы жидкая, ну так вся земля эффективно «жидкая» на таких масштабах — потому и круглая. Няз в современных представлениях астеносфера, лежащая под литосферой, пластичная (но не жидкая) что позволяет ей под действием напряжений медленно деформироваться и перемещать более твердые литосферные плиты.
И в этом месте я точно не уверен какую именно роль играет переплавка (из того что я сумел найти я так и не понял какие где там плотности и почему, создалось впечатление что вопрос из чего именно сдалана мантия не совсем закрыт), но по определению кора — это результат декомпрессионной переплавки и выветривания вышедших на поверхность мантийных пород, а перемещается по астеносфере не кора, а литосферные плиты — составленные из коры и подлежащей мантии жесткие «куски» которые считаются недостаточно горячими чтобы «течь».
Еще раз, кора/мантия — это химическое противопоставление, а литосфера/астеносфера — механическое, и плавает не кора а литосферные плиты с корой на поверхности.
А континенты да, мнее плотные — по крайней мере на поверхности, я хз как геологи определяют что именно там в глубине.black_semargl
28.09.2016 00:34+1ну да, мантия конечно не жидкая, но достаточно пластичная, чтобы в ней имели место термические конвекционные потоки, выносящие тепло от ядра к поверхности.
При этом происходит определённая сепарация вещества — часть падает вниз, увеличивая ядро, а часть остаётся на поверхности, слишком лёгкая чтобы быть затянутой вниз в субдукциях.
При этом как понимаю по краям континентов происходит «стёсывание» вещества, которое уносится в сторону центра континента. И одновременно водной эрозией вещество с континента уносится на их края — этакая вертикальная ротация континентального вещества.
gearbox
25.09.2016 12:46+1Чет никто не вспомнил про CaCO3, немерено накопленный моллюсками за миллионы лет на дне океанов (бывших). Или это уже немодная теория?
region05
26.09.2016 00:00+1Интересно, а в каком виде был кальций до этих самых моллюсков? Кроме карбонатных у него есть только сульфатные породы (гипс), но если кальций был до моллюсков в виде гипса, то куда девалась сера? Что вообще может объяснить наличие подобных осадочных пород (мел, известняк, мрамор и далее по списку)?
coturnix19
26.09.2016 12:26+1Кальций был в силикатах, его и сейчас там полно. Силикаты выветриваются, кальций уходит в раствор и оседает в морях (вроде как)
region05
26.09.2016 22:38Правильно. Есть очень распространённая порода, называемая анортит — алюмосиликат, содержащий кальций. Она выветривается. А в результате получается (сюрприз) карбонат кальция. Безо всяких моллюсков. Гидроокись кальция очень хорошо сама хватает углекислоту из воздуха. Кстати говоря процесс выветривания не остановился и океанические базальты продолжают медленно разлагаться, связывая растворённый в водах мирового океана углекислый газ.
region05
26.09.2016 23:19+1Короче говоря это не моллюски создали карбонатнокальциевые породы. Они просто напросто использовали существовавший и без них карбонат кальция, растворённый в небольших концентрациях в воде. Кстати говоря растворимой формой кальция является гидрокарбонат, а не карбонат. Пример — школьный опыт по обесцвечиванию взвеси извести при пропускании углекислоты. То есть моллюски не то, что не связывали углекислоту, а наоборот, переводили кислую соль — гидрокарбонат, в карбонат, то есть высвобождали углекислоту, которая потом, опять же, растворяла их же известняковые отложения. Известняк, мел и прочие подобные породы, лежащие на дне водоёмов — это то, что поддерживает постоянной концентрацию углекислоты в атмосфере. Если её станет больше — просто больше извести перейдёт в растворённую форму. Ну а второй фактор: повышается концентрация углекислоты — ускоряется выветривание анортита. Так что природа на нашем «шарике» имеет довольно неплохую защиту в плане увеличения концентрации углекислоты. И к слову сказать и в плане её уменьшения.
pH морской воды равен 8, именно потому, что это гидрокарбонатный буфер. 8 — это pH растворов гидрокарбонатов. Раствори в воде пищевую соду (гидрокарбонат натрия) и получишь тот же pH. И изменяя условия можно заставить этот раствор как выделять углекислоту, так и поглощать.
Priapus
26.09.2016 13:26А можно уточнить, что это за серый прямоугольник с красной глазастой фигней внутри него в конце статьи? Регулярно его наблюдаю в последнее время.
dadyjo
26.09.2016 18:18Интересное наблюдение: начало Кембрийского взрыва совпадает с окончанием 4 периода.
Sun-ami
Насколько я понимаю, накопление кислорода в атмосфере и накопление угля и углеводородов в недрах — процессы имеющие прямую связь. Таким образом, если люди каким-то образом смогут извлечь из земли и океанского дна и сжечь весь уголь и углеводороды — в атмосфере не останется кислорода. Помимо деятельности человека и высвобождение идёт и естественным путём — через вулканическую активность. При этом существенного накопления угля не происходит — в отличие от каменноугольного периода мёртвая растительность почти вся поедается грибами. Поэтому проекты захоронения углекислого газа в недрах для уменьшения парникового эффекта беспокоят меня — если это станет массовым явлением, а потребление ископаемого топлива будет продолжать расти экспоненциально — это может привести к заметному уменьшению концентрации кислорода в атмосфере, а с этой проблемой справится будет намного сложнее чем с увеличением концентрации углекислого газа. Помнится был проект обогащения поверхностных вод океана железом для создания условий для бурного размножения водорослей с целью поглощения углекислого газа. Что-то в последнее время про него ничего не слышно.
ShabanovYT
а) Теория биогенного происхождения углеводородов на первом месте по тупости — после нее идут экономические теории, потом теория шарикового эфира… и так далее…
б) Нельзя ли поподробнее про грибы? Попахивает Шнобелевской премией. Советую полностью сосредоточиться на этом животрепещущем вопросе.
в) <создания условий для бурного размножения водорослей с целью поглощения углекислого газа> это имеет смысл только если после поглощения углекислого газа водоросли собираются в стаи и улетают в космическое пространство.
Sun-ami
б) Про грибы здесь: https://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=124570
в) Это имеет смысл в рамках теории биогенного происхождения углеводородов
region05
а) не согласен: либеральные экономические теории по тупости занимают не второе, а первое место. А относительно углеводородов — да, возможно они имеют и не биогенное происхождение. Но как насчёт, к примеру, торфа? Почему вдруг торф (вполне себе биогенный) не может быть прародителем углей?
Saffron
Большое мусорное пятно же. Обогатить решили сразу всем, что было под рукой, человечество щедрое, для пользы глобальной экосистемы ему ничего не жалко.
arheops
Вас это не должно сильно беспокоить. Все животные и растения прекрасно переносят достаточно малые количества кислорода(10% от текущего количества). Животные хуже переносят весьма малые количества CO2(уже с 1% проблемы).
Sun-ami
Симптомы горной болезни, вызываемые гипоксией, начинают появляться у некоторых людей начиная с высоты 2000 метров, что на уровне моря соответствует снижению содержания кислорода в атмосфере до 16,5%, то есть сжиганию 20,5% кислорода. Ниже в теме Wizard_of_light приводит цифры 3+30% кислорода, которые можно сжечь вместе с разведанными запасами угля, углеводородов, и предполагаемыми запасами океанских газогидратов. Это соответствует высоте 3400 метров, где гипоксия ощущается даже после адаптации, и существенно влияет также на животных. И это цифры для уровня моря. Высотная «зона смерти», которая сейчас для человека начинается с 8000 метров при снижении количества кислорода на треть будет начинаться с 4500 метров.
arheops
Да, начинают. Но большинство людей в принципе могут жить до 4000+. Оно ж не одномоментно понизится.
coturnix19
Человек в практическом смысле умирает выше 6км (атлеты-альпинисты как то живут но не долго, и разве это жизнь?). На высоте 6км давление 40% от уровня моря, следовательно ниже чем 40% от нынешней концентрации кислорода (или парциального давления кислорода в 8% от атмосферного) люди не выдержат, хотя может какие-нибудь примитивные животные и справятся. Есть кстати гипотеза что одним из многих факторов пермо-триассового вымирания было катастрофическое падение концентрации кислорода, сильно усложнившее жизнь организмам, привыкшим к чрезмерно закислороженной атмосфере позднего палеозоя.
killik
Емнип, тот эксперимент удался слишком хорошо. Водоросли размножились с нерасчетной скоростью и порушили всю местную экосистему планктона.
4ebriking
Вроде наоброт — планктон бурно размножился, что привело к локальной гипер-биопродуктивности куска моря буквально «на ровном месте». Прикинув балансы производства-потребления еды на планете — итоги тихо замолчали.
coturnix19
Там емнип проблема была в том что бурно размножившийся фитопланктон тут же пошел на корм рачкам, которые пошли на корм рыбам которые «тут же» покинули зону проведения эксперимента. Но цель то была в другом, в том чтобы проверить, бурно размножившиеся водоросли — захоронят ли они лишний углерод на дне морском или нет? Оказалось, нет, система «буфферизирована» на случай непредусмотренного роста первичного производства биомассы. Потому и посчитали результат провальным.
4ebriking
оказалось, что «вдруг» можно «удобрять море», и повышать его рыбопроизводительность, причём кратно и локально в почти произвольном месте по желанию.
Но да-да, экологов возможность «накормить всех, даром» — не, не интересует. Настолько, что эксперимент не просто объявили провальным, но даже вроде бы приняли резолюцию о запрете таких экспериментов впреть.
Что-то тут не так
gearbox
а можно ссылку по теме? (беглый гуглеж не помог).
coturnix19
Давно было, я уже перепугался что опять не вспомнил но придумал. Но, к счастью, память меня не подвела — эксперимент о котором я побежно вспомнил действительно имел место в 2009 году, называется LOHAFEX. В англовикивики он бегло упоминается https://en.wikipedia.org/wiki/Iron_fertilization#Experiments.
ЧсХ он действительно не удался и только не совсем потому, почему я помнил — т.к. некоторые другие результаты давали более положительный в плане секвестрации результат — а в данном случае водоросли просто не утонули и их съели, в других случаях они тонули и углерод секвестрировался. Поэтому в плане секвестрации этот эксперимент оказался провальным, зато в плане разведения рыб скорее положительным что радует.
gearbox
Спасибо!
Да, почитал вот здесь: https://en.wikipedia.org/wiki/Lohafex — в плане биомассы — ничего провального, одни плюсы )
Wizard_of_light
Я как-то пытался прикинуть, вот данные 2006 года:
Запасы кислорода в атмосфере — примерно 1000000 млрд. тонн.
Разведанные запасы:
нефть — 172 млрд. тонн, + сланцевая — 650 млрд. тонн, для сжигания требуется 3,5 кг кислорода/кг нефти
уголь — 1000 млрд. тонн, 2,7 кг/кг
газ — 120 млрд. тонн, 3,6 кг/кг
Итого на разведанных запасах мы сможем сжечь где-то 3% кислорода атмосферы. Предполагается, что на океанских газогидратах мы сможем сжечь ещё процентов 30.
Efethu
Фраза «сжечь где-то 3% кислорода атмосферы» бессмысленна.
Сжигание углеводородов в дико упрощенном виде можно представить в виде формулы: 2C+O2 -->2CO
Т.е.кислород никуда не пропадает, по закону сохранения вещества(помните школьный курс химии?) количество кислорода после реакции будет точно таким же, как и до реакции. Просто он будет связан в другую молекулу, в данном случае в молекулу углекислого газа.
Причем огонь это не единственный способ получить углекислый газ из кислорода. Подавляющее большинство углекислого газа поступает в атмосферу от животных и растений. В том числе от вашего дыхания.
При этом деревья и синезеленые водоросли с помощью фотосинтеза непрерывно осуществляют обратную операцию по превращению углекислого газа назад в O2.
Поэтому 3%, о которых вы говорите, уже были «сожжены» бесчисленное количество раз. Это основа существования жизни на нашей планете.
Сжигание кислорода — норма. О чем нужно беспокоиться, это баланс между его сжиганием и производством.
Т.е. в случае, если мы и правда когда-нибудь сожжем все запасы углеводородов, но при этом сделаем это медленно и аккуратно, никакой катастрофы не произойдет, Избыточный углерод свяжется фитопланктоном и деревьями и снова начнется длительный процесс его окаменения.
Wizard_of_light
Ну, вода и углекислота дыхание не поддерживают, в этом смысле «сожжём». А так да, обратно в органику перейдёт. Если биосфера за нами успеет. В целом надежда есть, первичная продуктивность земной биосферы по сухой биомассе примерно 104 гигатонны в год, если верить Википедии, то есть где-то 300 гигатонн кислорода у нас в годовом обороте. Проблема в том, что в биосфере циклы в основном замкнуты.
black_semargl
Только вот растворённый в воде СО2 склонен выпадать в осадок реагируя с силикатами.
Efethu
По счастью, человек никогда не сможет добыть и сжечь весь уголь и углеводороды.
Подавляющее большинство углеводородов находится не в залежах, а распределено по плодородному слою почвы земли, где они активно(и не очень) взаимодействуют с текущей органической жизнью.
Их излечение и использование с целью получения энергии возможно лишь теоретически и совершенно энергетически невыгодно.
По большому счету углеводороды это естественный(и очень неэффективный) способ накопления солнечной энергии.
Мы уже научились получать эту энергию напрямую из солнца, и делаем это куда эффективнее, чем в принципе может это делать земная органическая жизнь. Массовое использование углеводородных запасов для производства энергии продлится от силы еще сотню лет (некоторые даже еще более оптимистичны).
За это время(даже на пике потребления) количество кислорода в атмосфере не уменьшилось хоть сколько-то значительно.
Даже самые рьяные экологи правильно указывают на то, что худшее, что может случиться — это повышение температуры из-за парникового эффекта.
При этом повысится температура океана, повысится концентрация питательного вещества(углекислого газа) в атмосфере и океане, фитопланктон начнет размножаться и расселяться в недоступные для него до этого части океана и начнет производить бОльшее количество кислорода.
Поэтому проблема с отсутствием кислорода в атмосфере надумана.
А вот экологическая катастрофа при которой постепенно вымрет существенное количество видов на земле — вполне реальна.
Sun-ami
Подавляющее большинство углеводородов не может быть распределено по плодородному слою почвы, поскольку почвы на большей части суши не плодородны, а суша — лишь малая часть поверхности Земли. Сколько-нибудь значительные запасы углеводородов содержатся только в чернозёмах, но и здесь среднее содержание гумуса 6..9%, а гумус составляет 80..85% всей содержащейся в них органики. То есть в слое чернозёма толщиной 1м содержится около 120кг органики, в то же время масса кислорода в атмосфере превышает 2000кг/м2. На мой взгляд большая часть углеводородов находится в толще ила на морском дне, толщина которой может достигать сотен метров, а также распределена в низкой концентрации в толще осадочных пород. До недавнего времени люди не добывали углеводороды из таких источников. Но теперь появилась технологи добычи сланцевого газа. После исчерпания месторождений метангидратов вполне вероятно появление технологий добычи метана из толщи ила на океанском дне, где он вероятно содержится в виде тех же метангидратов, рассеянных в толще осадка.
Что касается солнечной энергии, то очевидны успехи в деле получения из неё тепловой и электроэнергии. Но с источником энергии для транспорта всё намного сложнее. Электромобили дороги, и не обещают стать дешевле машин с ДВС. В то время как развитые страны могут себе это позволить — это приводит к удешевлению углеводородов и позволяет остальным странам больше использовать транспорт с ДВС. А для крупных кораблей мне вообще неизвестны проекты силовых установок с первичным электрическим источником энергии. А как выплавлять чугун без угля? То есть для потребление ископаемого топлива можно замедлить рост или снизить его — но в обозримом будущем не просматривается технологий для полного отказа от него, кроме массового использования термоядерной энергии, перспективы которой туманны. Конечно быстрое потепление — более неотложная проблема, но решать её захоронение углекислого газа — на мой взгляд неправильный путь. Если существует возможность способствовать возвращению кислорода, связанного в виде CO2 в атмосферу биологическим путём — нужно использовать её.
coturnix19
Часть кислорода еще уходит/ушла на окисление железа (от +2 до +3) при выветривании магматических горных пород, хотя вряд ли это сильно влияет на его концентрации в нынешние времена. В любом случае кмк это значит что сжечь все ископаемые кислорода не хватит — ископаемых больше, одна из причин почему «век угля и нефти» не закончится по причине исчерпания угля и нефти.