חמצן הוא גז ללא צבע, ריח וטעם המקיף אותנו בכל מקום. כיצד מתמלאים באופן קבוע מאגרי חמצן והאם הכמות שלו תלויה גם בשנה השנה?
מאיפה מגיע החמצן?
אפילו מבית הספר, בוודאות שכולם יודעים שחמצן נכנס לאווירה בגלל העבודה הרציפה של הצמחים. לכן, הבעיה של הרס ושיקום היער רלוונטית כל העת. יתר על כן, הצורך בחמצן עולה מדי שנה.
חמצן מיוצר על ידי צמחים כתוצאה מתהליך כימי מורכב - פוטוסינתזה. במהלכו, האנרגיה של אור השמש מומרת לאנרגיה כימית. צמחים סופגים פחמן דו חמצני ומשחררים חמצן, שבתגובה זו הוא תוצר לוואי, כמו גם חומר אורגני. מדענים מעריכים כי צמחים ירוקים מייצרים כ 6 טון חמצן לכל טון הנדרש לנשימתם.
אלה כמובן אינדיקטורים משמעותיים, אך כדאי לדעת כי החמצן המשתחרר על ידי צמחי היבשה מהווה רק 20% מהכמות הכוללת שלו. קבלת השאר 80% מהחמצן מסופקים על ידי אצות ים ואוקיאנוס, שיש להם שם נפוץ - פיטופלנקטון. מסיבה זו האוקיאנוס נקרא באופן לא רשמי "הריאות" של כדור הארץ שלנו.
תגובת הפוטוסינתזה מתרחשת בעיקר באצות כחולות-ירוקות. בתכנית מפושטת של תגובה זו, זה הוא כדלקמן.פחמן דו חמצני משתלב עם מים והתוצאה היא שני חומרים - גלוקוז וחמצן. האחרון, אגב, נחשב על ידי הפיטופלנקטון למיותר, לכן עודף חמצן משתחרר למים ואז לאטמוספירה. במקרה זה, אצות דורשות אנרגיה כדי לבצע את התגובה. הם מקבלים אותו מאור השמש שנכנס למים.
עובדה מעניינת: מדוע בדיוק מפיקים צמחים (יבשה ותת-מים) חמצן? מכיוון שיש להם פיגמנט מיוחד - כלורופיל, בהשתתפותו מתבצעת הפוטוסינתזה. וזה בזכות הפיגמנט הזה שהצמחים צבועים בירוק.
האם כמות החמצן משתנה לאורך כל השנה?
האוויר מורכב ממספר גדול של גזים שונים. במקביל, החמצן תופס כ -21% בנפח, ו- 78% הוא חנקן. שאר המרכיבים, ככל שהנפח יורד, הם ארגון, פחמן דו חמצני, ניאון וכו '. אם אתה לוקח שטחים קטנים בודדים, תבחין שקשה יותר לנשום איפשהו, במקום קל יותר. לדוגמה, בתוך עיר גדולה רמת הפחמן הדו-חמצני גבוהה יותר בגלל ייצור, כלי רכב רבים וכו '. ביער, להיפך, יש עוצמת חמצן גבוהה ואילו CO₂ פחות. למרות זאת באופן כללי, כמות החמצן באטמוספרה תמיד נשארת יציבה בתוך 21%מכיוון שיש ערבוב קבוע ואחיד של כל הגזים.
חמצן בחורף
בחורף, החמצן באוויר הופך להיות פחות מ- 0.01%. עם זאת, אחוז ירידתו כה קטן, עד שאנשים ואורגניזמים חיים אחרים, שינויים אלה אינם נוהגים לשים לב, ולכן הם בטוחים למדי.בחורף צמחים נשירים כמובן מפסיקים לקחת חלק בתהליך ייצור החמצן, אך עדיין מחטניים, כמו גם פיטופלנקטון, שאינם חוששים מטמפרטורות תת-מימיות.
כיצד מודדים מדענים את רמות החמצן. פעיל במחקרים אלה החל בשנות ה 90. לשם כך משתמשים בתחנות מזג אוויר המותקנות בפינות שונות של כדור הארץ לצורך טוהר הניסוי. בתחנות מזג האוויר נלקח אוויר באופן קבוע ואז משווים את הדגימות המתקבלות לבקרה. מסלול משתנה לא רק חמצן אלא גם חנקן.
ניסויים אלה נותנים תוצאות ברורות. נקבע כי בחצי הכדור הצפוני של כדור הארץ מורגשים תנודות חמצן יותר מאשר בדרום. בחורף נפח החמצן כאן מצטמצם ב 24 חלקים למיליון, ומכיוון שכמותו הכוללת היא כ 210,000 למיליון, התנודות ממש לא משמעותיות.
בחורף החמצן באוויר הופך פחות. זה נכנס לאווירה דרך צמחים. עלים נופלים בחורף, ולכן כשמגיע מזג האוויר הקר, כמות החמצן באוויר פוחתת. עם זאת, עצי מחט נשארים, ורוב החמצן (80%) מגיע מצמחים מתחת למים - פיטופלנקטון. לפיכך, הירידה בנפח החמצן בחורף אינה משמעותית - 0.01% בלבד. עבור כל האורגניזמים החיים התנודות הללו אינן נראות ובטוחות.