Что выделяет кислород в океане
Настоящие «легкие планеты»: как океаны спасают Землю от перегрева
Чтобы не пропускать новые выпуски, подписывайтесь на подкаст и слушайте нас в Apple Podcasts, «Яндекс.Музыке», Google Podcasts, Spotify. А еще подписывайтесь на наш телеграм-канал.
Будем рады обратной связи — пишите нам на podcasts@rbc.ru, ответы на какие вопросы вы не смогли найти и кого из экспертов хотели бы услышать у нас в подкасте.
Наверняка каждый хоть раз слышал о том, что леса — это «легкие планеты», ведь они вырабатывают кислород и поглощают углекислый газ. На самом деле ведущую роль в снабжении нас кислородом и поглощении углерода играет Мировой океан. Деревья и растения вырабатывают только 20% кислорода. Остальные 80% мы получаем благодаря океану. Точнее — благодаря фитопланктону, который живет в океане.
Именно за счет работы фитопланктона и экосистемы океана в целом атмосфера Земли не нагревается слишком быстро. Но человечество с его нефтедобычей, неконтролируемой рыбной ловлей и пластиковым загрязнением постепенно уничтожает океан.
Ведущая подкаста — Анастасия Чижевская, основательница бюро экологического образования «Састейнбл» и блогер.
Таймлайн разговора
0:17 — Как леса поглощают углерод и выделяют кислород
03:43 — Почему еще важны леса
05:41 — Как «дышит» океан
07:55 — От чего страдают океаны
13:01 — Что можно делать для спасения океана
Сначала поговорим о лесах
Деревья поглощают из воздуха углекислый газ, так как углерод необходим им для роста. При помощи солнечной энергии они превращают углекислый газ и воду в питательные вещества, а в атмосферу отдают кислород. В среднем для жизни одного кубометра дерева нужна примерно 1 т углекислого газа. В результате фотосинтеза из этого количества углекислого газа в атмосферу поступает 700 кг кислорода.
Крупные массивы дикого леса от 50 тыс. га, в которых не ведутся вырубки, называют «углеродными консервами». Это, в первую очередь, тропические леса в Южной Америке, Африке, Юго-Восточной Азии, таежные леса в России и Канаде. По данным «Гринпис», леса Амазонки хранят в себе от 80 млрд до 120 млрд т углерода. Это объем, равный мировым выбросам за 12 лет.
Eсли в таких лесах начать прокладывать дороги, рубить деревья и добывать полезные ископаемые, высвободится огромное количество углерода. Кроме того, в результате лесных пожаров лес из поглотителя углекислого газа превращается в его источник.
По ночам фотосинтез не происходит, и деревья потребляют кислород. Еще дышать нужно животным, грибам и бактериям, которые живут в лесу и сами кислород не производят. Также лес тратит кислород из атмосферы на разложение останков умерших организмов. В итоге леса работают как бы «в ноль», поглощая примерно столько же кислорода, сколько выделяют.
Как «дышит» океан
Океан поглощает углерод с поверхности и хранит его в глубинных водах. Он забирает порядка 30% выбросов углерода, которые производят люди. Если бы не Мировой океан, планета быстро стала бы слишком горяча для жизни.
В морской воде молекулы углерода переходят в другие химические соединения или служат пищей для фитопланктона — одноклеточных водорослей и цианобактерий. Съеденные фитопланктоном молекулы разделяются на кислород и углерод. Кислород возвращается в воду, а углерод накапливается в растущем фитопланктоне.
Если океан перестанет поглощать и удерживать углерод, затормозить глобальное потепление будет невозможно.
Что происходит с океаном
По данным ООН, уже 40% мирового океана сильно пострадали от действий человека. Причины две — загрязнения и истощения рыбных запасов.
Что загрязняет океан:
Считается, что каждую минуту в море попадает грузовик пластика. Если так пойдет и дальше, к 2050 году в океане будет больше пластика, чем рыбы.
По данным Фонда защиты китов, только в Черном море за последние пять лет из-за действий людей погибли более 2,5 тыс. дельфинов.
Вред несет и неконтролируемый вылов рыбы. Перелов рыбы нарушает природное равновесие в экосистеме океана. Кроме того, промышленное рыболовство в целом очень негуманно. Например, при траловом лове, помимо рыбы, в сетку попадают и морские млекопитающие, которые не представляют пищевой ценности, но все равно погибают в сетях. Кроме того, в некоторых странах, например, в Японии до сих пор разрешен китобойный промысел.
По данным ООН, на сегодняшний день 90% популяций крупной рыбы истощены, а 50% коралловых рифов уничтожены.
Еще одна проблема океана — закисление воды. Углерод, выбрасываемый в атмосферу, растворяется в морской воде и превращается в угольную кислоту, что повышает кислотность воды. Закисление напрямую или опосредованно, через пищевые цепочки, влияет на всех обитателей океана. Если уровень закисления воды достигнет показателей, при которых начнет умирать фитопланктон, это будет закислять среду еще больше. Так может погибнуть весь океан.
Вред кораллам и другим морским жителям наносят также солнцезащитные кремы с оксибензоном.
Леса, легкие планеты?
01.07.2014 Размещено в ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ЗООЛОГИЯ
Комментариев нет
Лес
Лес
Есть такое заблуждение, которое вошло даже в учебники, леса – лёгкие планеты. Леса на самом деле производят кислород, а лёгкие потребляют. Так что это скорей «кислородная подушка». Так почему же данное утверждение является заблуждением? На самом деле кислород производят не только те растения, которые растут в лесу. Все растительные организмы, в том числе и обитатели водоёмов, и жители степей, пустынь постоянно производят кислород. Растения в отличие от животных, грибов и прочих живых организмов могут сами синтезировать органические вещества, используя для этого энергию света. Этот процесс называется фотосинтезом. В результате фотосинтеза выделяется кислород. Это побочный продукт фотосинтеза. Кислорода выделяется очень и очень много, собственно говоря, 99 % кислорода, который присутствует в атмосфере Земли растительного происхождения. И только 1 % поступает из мантии, нижележащего слоя Земли.
Тропический лес
Тропический лес
Тропический лес вообще уникальная экосистема, она весьма устойчивая, потому, что расход вещества равен производству. Но опять-таки излишка никакого не осталось. Так что даже тропические леса сложно назвать кислородными фабриками.
Так почему же тогда после города нам кажется, что в лесу чистый, свежий воздух, что там очень много кислорода? Всё дело в том, что выработка кислорода очень быстрый процесс, а вот расход – процесс очень медленный.
Торфяное болото
Торфяное болото
Так что же тогда является кислородными фабриками планеты? На самом деле это две экосистемы. Среди «сухопутных», являются торфяные болота. Как мы знаем в болоте процесс разложения отмершего вещества идёт очень и очень медленно, в результате чего мёртвые части растений проваливаются вниз, накапливаются, и образуются залежи торфа. Торф не разлагается, он спрессовывается и остаётся в виде огромного органического кирпича. То есть при торфообразовании много кислорода не тратиться. Таким образом болотная растительность кислород производит, а вот сама кислород употребляет очень мало. В результате именно болота дают именно ту прибавку, которая и остаётся в атмосфере. Однако настоящих, торфяных болот на суше не так-то много, и конечно им одним поддерживать кислородный баланс в атмосфере практически невозможно. И вот здесь помогает другая экосистема, которая называется мировой океан.
Фитопланктон
Фитопланктон
В мировом океане нет деревьев, травы в виде водорослей наблюдаются только возле побережья. Однако растительность в океане всё-таки существует. И основную её часть составляют микроскопические фотосинтезирующие водоросли, которые учёные называют фитопланктон. Эти водоросли настолько малы, что зачастую каждую из них невозможно увидеть простым глазом. Зато скопление их видны всех. Когда на море видны ярко-красные или ярко-зелёные пятна. Вот это и есть фитопланктон.
Каждая из этих маленький водорослей производит огромное количество кислорода. Потребляет сама очень мало. Из-за того, что они интенсивно делятся, количество производимого ими кислорода растёт. Одно фитопланктонное сообщество производит за день в 100 раз больше чем лес, занимающий такой объём. Но при этом тратят они очень мало кислорода. Потому, что когда водоросли умирают, они сразу проваливаются на дно, где их сразу же едят. После чего тех, кто их съел, едят другие, третьи организмы. И до дна доходят настолько мало останков, что они быстро разлагаются. Вот такого долгого, как в лесу, разложения, в океане просто нет. Там утилизация идёт очень быстро, в результате чего кислород фактически не тратится. И поэтому происходит «большая прибыль», и вот она и остаётся в атмосфере. Так что «лёгкими планеты» стоит считать вовсе не леса, а мировой океан. Именно он заботится о том, что бы нам было чем дышать.
Учёные обнаружили, что планктон производит 50% всего кислорода на планете
Амфипод из рода Фронима — один из обитателей океана
Биологи и океанологи опубликовали результаты самого масштабного и скрупулёзного исследования миниатюрной морской жизни за всю научную историю. Миссия длиною в 3,5 года проходила на судне Тара. За это время исследователи прошли 140 000 километров, и взяли 35 000 проб планктона в 210 различных местах Мирового океана. Одним из интересных результатов исследования была названа роль планктона в снабжении планеты кислородом. Статья опубликована в журнале Science.
За время путешествия им пришлось провести 10 дней, закованными в арктический лёд, преодолеть шторма в Средиземном море и Магеллановом проливе, и пройти Аденский залив под защитой судов французского флота, охранявших их от пиратов. Основной целью исследования было изучение распространения различных видов организмов, их взаимодействия друг с другом и передачи генетической информации. Было найдено и записано порядка 40 миллионов генов планктона, неизвестных ранее.
Маршрут исследовательского судна
Изучая разнообразную мелкую флору и фауну (планктон включает в себя микроскопические растения и животных, икру рыб, бактерий, вирусы и другие микроорганизмы), учёные определили, что это – не только лишь начало пищевой цепочки для более крупных животных.
Tara
«Планктон — это больше, чем просто еда для китов,— говорит Крис Боулер, директор исследовательского отдела во французском государственном центре научных исследований. — Будучи крохотными, эти организмы — важнейшая часть системы поддержания жизни на Земле. Они лежат в основе пищевой цепочки, а кроме того, обеспечивают производство 50% кислорода при помощи фотосинтеза». Кроме этого, планктон поглощает углекислый газ и превращает его в органический углерод.
И чего только в сеть не попадает
По словам исследователей, в каждом глотке морской воды содержится около 200 миллионов вирусов, основной добычей которых являются 20 миллионов бактерий, которые можно найти там же. Ещё учёных очень заинтересовало то, что разнообразие планктона гораздо больше, чем предполагалось ранее, а разнообразие вирусов при этом оказалось меньше ожидаемого.
Разнообразные малютки
Установлено, что взаимодействие разных видов планктона регулируется температурой воды, и при встрече двух течений разной температуры колонии планктона не смешиваются между собой. Также удалось доказать ранее высказанную гипотезу о том, что вирусы появляются в ограниченном числе мест океана, а затем разносятся океанскими течениями.
Отлов планктона / Reuters
Понимание процессов, происходящих в мире планктона поможет, в частности, уточнять предсказательные модели изменения климата.
«Легкие» планеты находятся в океане
Существует мнение, что «легкими планеты» являются леса, поскольку считается, что именно они — основные поставщики кислорода в атмосферу. Однако на самом деле это не так. Главные производители кислорода живут в океане. Этих малышей невозможно увидеть без помощи микроскопа. Но все живые организмы Земли зависят от их жизнедеятельности.
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.
Никто не будет отрицать тот факт, что кислородную атмосферу Земли создали и продолжают поддерживать именно растения. Это случилось потому, что они научились создавать органические вещества из неорганических, используя при этом энергию солнечного света (как мы помним из школьного курса биологии, подобный процесс называется фотосинтез). В результате этого процесса листья растений выделяют свободный кислород как побочный продукт производства. Этот необходимый нам газ поднимается в атмосферу и потом равномерно распределяется по ней.
Ежегодно выбрасывается в атмосферу около 145 млрд тонн кислорода
По данным различных институтов, таким образом, на нашей планете ежегодно выбрасывается в атмосферу около 145 млрд тонн кислорода. При этом большая часть его расходуется, как это не удивительно, вовсе не на дыхание обитателей нашей планеты, а на разложение погибших организмов или, попросту говоря, на гниение (примерно 60 процентов от используемого живыми существами). Так что, как видите, кислород не только дает нам возможность дышать полной грудью, но и выступает в роли своеобразной печки для сжигания мусора.
Но оставшиеся 20 процентов кислорода вовсе не поступают в «общий атмосферный фонд», а также используются лесными жителями «на местах» в своих целях. Ведь
тоже нужно дышать (без участия кислорода, как мы помним, многие живые существа не смогли бы получать из пищи энергию). 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.
Торфяные болота необходимы для дыхания человека
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).
Фитопланктон производит 40% кислорода на Земле
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. Хватает для того, что бы обеспечить полезным газом и всех остальных обитателей вод, и в атмосферу попадает немало. 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, океан 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
Так что, как это ни странно, род человеческий живет и здравствует на Земле именно за счет микроскопических «кислородных фабрик», плавающих по поверхности океана. Именно их-то и 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.
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
Кислород в мировом океане
Содержание кислорода в разных зонах мирового океана неодинаково. Его распределение в толще имеет определенные закономерности и оказывает значительное влияние на распределение рыб.
По Степанову (книга «Мировой океан: динамика и свойства вод», 1974) в вертикальной структуре толщи мирового океана выражены 4 слоя, называемых также зонами:
Границы между этими слоями размыты в различной степени и фактически представляют собой переходные слои, где происходит иногда интенсивное, а иногда и не очень, взаимодействие водных масс соседних структурных зон. Наиболее четко подобная граница выражена между поверхностной и промежуточной структурными зонами, границы между зонами, лежащими ниже, определяются сложнее.
Толщина структурных зон в разных частях океана разная.
Какое отношение это имеет к рыбам? Самое непосредственное, ведь в мировом океане по разным оценкам обитает около 16000 видов рыб. Глобально их распределение здесь связано в первую очередь с количеством растворенного в воде кислорода, содержание которого в океанской толще не равномерно. Оно варьирует от слоя к слою и зависит от целого ряда факторов.
Путей попадания кислорода в воду по большому счету всего лишь два: во-первых, кислород производят фотосинтезирующие водоросли (в первую очередь фитопланктон), во-вторых, кислород активно растворяется в воде при взаимодействии с атмосферой.
Наиболее выражен подобный «язык затекания» полярных водных масс в Северной Атлантике, где с увеличением глубины количество кислорода изменяет незначительно – от 7,0-7,5 мл/л в промежуточной структурной зоне до 6,5-7,0 мл/л в придонной структурной зоне. Подобная ситуация наблюдается и в южных частях Атлантического, Индийского и Тихого океанов.
Как далеко от полюсов распространяется влияние таких «языков затекания»? Исследования показывают, что очень далеко, вплоть до экватора и дальше. В экваториальной Атлантике в водах нижних (глубинной и придонной) структурных зон кислорода больше, чем в водах верхних (приповерхностной и промежуточной) именно потому, что нижние зоны формируются под воздействием холодных полярных вод, в верхние лишь за счет процессов взаимодействия с атмосферой и фотосинтеза.
Интересен характер распределения кислорода на севере Тихого океана в районе Берингова пролива. Здесь, как видно на слайде, промежуточная, глубинная и придонная зоны крайне обеднены кислородом. Связано это с тем, что водные массы этих зон формируются в первую очередь за счет Антарктических, а не Арктических (как можно было бы ожидать) вод. Доступ арктических вод в этот район «заблокирован» небольшой шириной и глубинами Берингова пролива. Похожая картина наблюдается и на севере Индийского океана в районе Бенгальского залива – на состав его вод также преимущественное влияние оказывают глубинные воды, поступающие со стороны Антарктиды.
В завершение необходимо упомянуть, что в районах поднятия глубинных вод, например, на востоке Тихого океана в районе экватора, наблюдается необычная картина – приповерхностные воды здесь крайне бедны кислородом, так как формируются за счет глубинных вод.