5. Круговорот кислорода
Атмосфера на Земле, в которой очень много содержится кислорода, напрямую связана с процессом фотосинтеза. Именно фотосинтез обогащает атмосферу кислородом. Кислород высвобождается из молекул воды, звучит немного странно, но он является побочным продуктом фотосинтетической активности растений. За счет фото диссоциации паров воды, кислород тоже попадает в верхние слои атмосферы, но этот источник составляет лишь тысячные доли процента от поставляемых фотосинтезом. Между содержанием кислорода в атмосфере и гидросфере существует подвижное равновесие. В атмосфере его примерно в 21 раз больше.
Выделившийся кислород интенсивно расходуется на процессы дыхания всех аэробных организмов и на окисление разнообразных минеральных соединений. Эти процессы происходят в атмосфере, почве, воде, илах и горных породах. Показано, что значительная часть кислорода, связанного в осадочных породах, имеет фотосинтетическое происхождение. Обменный фонд кислорода, в атмосфере составляет не более 5% общей продукции фотосинтеза. Многие анаэробные бактерии также окисляют органические вещества в процессе анаэробного дыхания, используя для этого сульфаты или нитраты.
Чтобы разложить органическое вещество, создаваемое растениями, нужно такое количество кислорода, которое выделилось при фотосинтезе. Захоронение органики в осадочных породах, углях, торфах послужило основой сохранения обменного резерва кислорода в атмосфере. Весь кислород материка проходит полный круговорот через живые организмы примерно за 2000 лет.[4]
Кислородный цикл – это процесс планетарного масштаба, который объединяет атмосферу, гидросферу и литосферу. В атмосфере доминирующей формой кислорода является молекула О2, но имеется еще О3-озон и О-атомарный кислород. Кислород в свободной форме – это и продукт жизнедеятельности, и элемент, поддерживающий жизнь. В.И. Вернадский писал: "Жизнь, создающая в земной коре свободный кислород, тем самым создает озон и предохраняет биосферу от губительных коротких излучений небесных светил". Круговорот кислорода в биосфере представляет собой сумму весьма сложных процессов, так как кислород входит в состав многих различных органических и неорганических соединений. Но всё же главным является обмен между атмосферой и живыми организмами. Процесс фотосинтеза производит кислород, а процессы разложения его потребляют.
Небольшое количество кислорода образуется в процессе диссоциации молекул воды и озона в верхних слоях атмосферы под воздействием ультрафиолетовой радиации. Значительная часть кислорода расходуется на окислительные процессы в земной коре, при вулканических извержениях и т. п. [1]
В настоящее время огромная часть кислорода атмосферы связывается в результате работы транспорта, промышленных предприятий и других, вредных для атмосферы видах деятельности человека. Известно, что человечество тратит уже более 10 млрд. т свободного кислорода из общего его количества в 430-470 млрд. т, производимого процессами фотосинтеза. Не секрет, что в обменный фонд поступает лишь малая часть фотосинтетического кислорода, значит, деятельность людей в этом отношении начинает приобретать угрожающий характер.[5]