Nemli yağmur ormanları bu kadar şiddetli yanabilir mi? Şimdi şanslıyız
[Amazon yağmur ormanındaki yangın günlerdir yanıyor ve birçok insan endişeli. Bazı türler yangınla yok edilirse, biyoçeşitlilik kaybını telafi etmek gerçekten zordur, ancak atmosfer üzerindeki etki çok daha karmaşıktır. Bazı genel soruların yanıtlanması gerekir: Oksijen yeşil bitkiler tarafından mı üretilir? Dünya, gaz bileşimindeki dalgalanmaları ne ölçüde "sindirebilir"?
Bu makale, "Gaia: Yeryüzünde Yaşam için Yeni Ufuklar" kitabından izin alınarak uyarlanmıştır.Yazar, "Gaia Hipotezi" nin yazarı, bağımsız bilim adamı James Rawulok'tur.
Kimyasal güç bugün dünyanın her yerinden elde edilebilir ve çoğu yerde ateş yakılabilir. Aslında, atmosferdeki oksijen içeriğinin dünya çapında bir yangına neden olması için yalnızca yaklaşık% 4 artırılması gerekir. Oksijen içeriği% 25'e ulaştığında, bir yangın başladığında nemli bitki örtüsü bile yanmaya devam edecek, bunun sonucunda yıldırımın tetiklediği orman yangını, yanabilecek tüm maddeler yanana kadar gökyüzüne parlayacaktır.
Bazı bilim kurgu hikayeleri, diğer dünyalara oksijen açısından zengin bir atmosfer verir, bu tamamen hayal ürünüdür - bu kahramanların uzay gemileri bir kez karaya çıktığında, o gezegeni yok edecekler.
Yangından sonra Amazon yağmur ormanı, fotoğraf kaynağı: Visual China
Nemli yağmur ormanı neden yanabilir?
Oksijen, yeryüzündeki kimyasal enerjinin referans seviyesini belirler.Belirli miktarda yanıcı madde olduğu sürece, yeryüzünün herhangi bir yerinde alevleri tutuşturmak mümkündür. Oksijen, kuşların uçmasına, kışın koşmamıza ve bizi sıcak tutmamıza izin verecek kadar büyük bir kimyasal potansiyel farkı sağlar ve belki de düşünmemize izin verecek bir yol olarak davranır.
Mevcut oksijen gerilimi seviyesi, yüksek voltajlı elektrik 20. yüzyılın yaşam tarzı için olduğu gibi, mevcut biyosfer için aynı öneme sahiptir - bu seviyeye ulaşmadan her şey hayatta kalabilir, ancak potansiyel olasılıklar büyük ölçüde azalır. Bu benzetme çok uygundur, çünkü kimyanın faydalarından biri, elektrikle ölçülen ve volt olarak ifade edilen indirgeme-oksidasyona (redoks potansiyeli) dayalı olarak çevrenin oksitleme yeteneğini ifade etme yeteneğidir. Aslında bu potansiyel hayali bir pilin voltajıdır, pilin bir elektrotu oksijen, diğer elektrot ise besindir.
Ancak hem yüksek kimyasal potansiyel hem de yüksek potansiyel kaynakları tehlikelidir. Oksijen özellikle tehlikelidir. Atmosferdeki mevcut oksijen seviyemiz can güvenliğini sağlamak için üst sınır olan% 21'dir. Konsantrasyondaki küçük bir artış bile yangın riskini büyük ölçüde artıracaktır. Mevcut seviyedeki oksijen konsantrasyonundaki her% 1'lik artış için, yıldırımdan kaynaklanan orman yangını olasılığı% 70 artmaktadır. Oksijen konsantrasyonu% 25'e ulaştığında çok az bitki hayatta kalabilir.Yangın alevlendiğinde tropikal yağmur ormanlarını ve Arktik tundrayı yok eder.
Reading Üniversitesi'nden Andrew Watson, deneylerle doğal ormanlara çok yakın bir dizi koşulda yangın çıkma olasılığını doğruladı.
Havadaki farklı oksijen konsantrasyonları altında ot veya orman yangınları olasılığı. Doğal yangınların yanmasına yıldırım veya kendiliğinden yanma neden olur; olasılıkları büyük ölçüde doğal fosil yakıtların nemine bağlıdır. Her çizgi, tamamen kurudan (% 0) görünür neme (% 45) kadar farklı bir nem düzeyine karşılık gelir. Mevcut oksijen içeriği (% 21) söz konusu olduğunda, yangın% 15'i aşan nem ile yanmayacaktır. Oksijen içeriği% 25'e ulaştığında yağmur ormanındaki ıslak sürgünler ve otlar bile yanacaktır.
Mevcut oksijen seviyesi, risklerin ve faydaların mükemmel bir şekilde dengelendiği bir noktadadır. Orman yangınları meydana gelse de çoğu kez görülmez ve yine de% 21 oksijenin izin verdiği yüksek üretkenliği engelleyemezler. Bu bakımdan elektrik akımına da benziyor.
Güç kaynağı gerilimi arttığında, iletim sürecindeki enerji kaybı ve ihtiyaç duyulan toplam bakır kablo miktarı büyük ölçüde azalır, ancak ev tüketimi için 250 voltluk bir gerilim sağlanması uygundur.Şu anda kabul edilemez elektrik çarpması veya yangın söz konusu değildir. Ölüm tehlikesi.
Oksijen nereden geliyor?
Yeşil bitkilerin ve deniz yosunlarının fotosenteziyle üretilen oksijenin neredeyse tamamı atmosferde dolaşır ve nispeten kısa bir zaman ve mekanda başka bir temel yaşam aktivitesi olan solunumda tükenir. Açıktır ki, bu tamamlayıcı işlem asla oksijende net bir artışa neden olmayacaktır. Peki atmosferdeki oksijen nasıl toplanır?
Yakın zamana kadar, ana oksijen kaynağının, su moleküllerinin parçalandığı üst atmosferdeki su buharının fotolizi olduğu ve çok hafif hidrojen atomlarının dünyanın yerçekimi alanından kaçarak oksijen atomlarını gazda bıraktığı düşünülüyordu. Molekülde veya 3 oksijen atomlu ozonda.
Bu süreç, oksijende net bir artışa neden oldu, ancak geçmişte çok önemli olmasına rağmen, bu oksijen kaynağı mevcut biyosfer için ihmal edilebilir.
Hiç şüphe yok ki, atmosferdeki ana oksijen kaynağı ilk olarak 1951 yılında Ruby tarafından önerilmiştir. Ayrıntılar şu şekildedir: tortul kayalarda az miktarda karbon depolanır ve bu karbon elementleri, yeşil bitkiler ve deniz yosunları tarafından kendi dokusunun organik maddesine sabitlenir. Her yıl sabit karbonun yaklaşık% 0,1'i, su tarafından kara yüzeyinden okyanusa ve nehirlere taşınan bitki artıklarıyla birlikte biriktirilir.Böylece her karbon atomu, fotosentez ve solunum dolaşım sisteminden ayrılarak havada bir fazlalık bırakılır. Oksijen molekülü.
Bu işlem olmadan oksijen, hava koşulları, yer hareketi ve volkanik patlamalarla açığa çıkan gazın oluşturduğu indirgeyici maddelerle reaksiyona girecek ve havadan kaybolacaktır.
Birisi alaycı bir şekilde, bir bilim adamının popülaritesinin ölçüsünün, alandaki ilerlemeyi engellediği sürenin uzunluğu olduğunu söyledi. Bu kural söz konusu olduğunda, Pasteur bir istisna değildir. Atmosferde oksijen olmadan önce sadece düşük seviyeli yaşam formlarının var olabileceği varsayımından sorumludur. Bu konseptin uzun vadeli bir etkisi var.
Ancak şimdi en eski fotosentezin bile bugün mikroorganizmalar tarafından kullanılanlarla aynı yüksek kimyasal potansiyele sahip olduğuna inanıyoruz. O sırada oksijenin sağladığı büyük potansiyel enerji gradyanı, ancak bu tür fotosentetik organizmanın hücrelerinde elde edilebilirdi. Daha sonra bu tür hücrelerin artmasıyla bu enerji gradyanı mikro çevreye yayılmış ve hayatın evrimi ile genişlemeye devam etmiştir, ta ki yeryüzündeki ilk indirgeyici maddelerin tamamı oksitlenene ve sonunda serbest kaldıktan sonra havada oksijen belirene kadar.
Ancak başlangıçtan beri fotosentez yapılan hücrelerdeki oksidan ile oksijeni tüketen dış ortam arasında büyük bir potansiyel enerji farkı olmuştur, tıpkı harici oksijen ile hücrelerin içindeki besinler arasındaki potansiyel enerji farkı da o kadar büyüktür.
Yağmur ormanları da dahil olmak üzere biyosfer ile karbondioksit konsantrasyonu arasındaki ilişki nedir?
Birçok jeokimyacı, atmosferdeki karbondioksit içeriğinin (% 0,03) deniz suyuyla basit bir reaksiyonla kısa sürede sabit kaldığına inanmaktadır. Teknik düşünceye sahip olanlar için, karbondioksit ile sudaki anyonlar, karbonik asit ve çözeltileri arasında bir denge vardır. Gaia mekanizmasının karbondioksiti uygun sıcaklığa uygun bir seviyede tuttuğunu bulduk ve her zaman böyle oldu.
Bu formda okyanusta gevşek halde bulunan karbondioksit, havadaki karbondioksitin neredeyse 50 katıdır. Havadaki karbondioksit içeriği herhangi bir nedenle düşerse, okyanustaki büyük miktardaki karbondioksit rezervleri, havadaki normal karbondioksit seviyesini eski haline getirmek için serbest bırakılacaktır.
Günümüzde, atmosferdeki karbondioksit içeriği, fosil yakıtların yaygın tüketimi nedeniyle sürekli artmaktadır. Yarın bu yakıtları yakmayı bıraksak bile, atmosferdeki karbondioksitin normal seviyelere dönmesi 1000 yıl alacak ve ardından havadaki gaz içeriği ile okyanustaki karbonatlar arasındaki denge yeniden kurulabilecektir.
Gaia'nın karbondioksit üzerinde düzenleyici bir etkisi varsa, bununla savaşmak yerine dolaylı yardım yoluyla denge kurmasına yardımcı olması muhtemeldir. Bununla birlikte, yapay olarak yönlendirilen denge ile doğal durum dengesi arasında ayrım yapmak kolay değildir, bu ayrım yalnızca çevresel kanıtlarla belirlenebilir.
Uzun vadeli bir jeolojik zaman ölçeğine göre, deniz tabanı ve kabuktaki silisik asit ve karbonat tabakaları arasındaki denge, sabit bir karbondioksit seviyesi sağlamak için daha fazla rezerv sağlamalıdır. Durum buysa, Gaia'nın yine de katılması gerekiyor mu? Dengenin kazanımı tüm biyosfer için yeterince hızlı değilse, Gaia'nın katılımı gerçekten gerekli olabilir.
Gaia, antik Yunan'da dünyanın tanrısıdır. Gaia hipotezinde, tüm dünya yaşayan bir organizma olarak kabul edilir.
Bu durum tıpkı bir bahar sabahı kar nedeniyle işe gidemeyen bir insan gibidir. Karın her zaman eriyeceğini bilmesine rağmen, doğanın normal prosedürlere göre karı eritmesini bekleyemez, ancak karı hızla temizlemek için bir kürek kullanması gerekir.
Karbondioksit söz konusu olduğunda, Gaia'nın doğal dengeye doğru yavaş bir süreç için bekleyecek sabrı olmadığına dair pek çok kanıt var. Çoğu yaşam formu, karbondioksit ile su arasındaki reaksiyonu hızlandırabilen karbonik anhidraz (enzim karbonik anhidraz) içerir. Karbonat içeren kabuklar denizin dibine batmaya devam ediyor ve burada karbondioksitin denizin üst kısmında kalmasını önlemek için sonunda bir tebeşir veya kireçtaşı tabakası oluşuyor. Dr. A.E. Ringwood, çeşitli yaşam biçimlerinin toprağı ve kayaları parçalamaya devam ettiğine ve dolayısıyla karbondioksit, su ve karbonat kayaları arasındaki kimyasal reaksiyonu hızlandırdığına inanıyor.
Öyle bir olasılık var gibi görünüyor: Yaşam müdahalesi olmazsa, karbondioksit havada birikecek ve sonunda tehlikeli seviyelere ulaşacaktır. Bir "sera" gazı olarak, mevcut atmosferde su buharı ile birlikte bulunur ve bu da sıcaklığı diğer olası koşullardan onlarca derece daha yükseğe çıkarır. Fosil yakıtların yanması nedeniyle karbondioksit seviyesi hızla yükselirse ve inorganik dünyanın dengesi bunu kaldıramazsa, aşırı ısınma tehdidi daha ciddi hale gelecektir.
Neyse ki, bu sera gazı ile biyosfer arasında şiddetli bir etkileşim var. Karbondioksit sadece fotosentez için gerekli bir karbon kaynağı değil, aynı zamanda birçok heterotrofik organizma (yani fotosentetik olmayan) karbondioksiti atmosferden uzaklaştırır ve organik maddeye dönüştürür. Hayvanlar bile atmosferde az miktarda karbondioksiti yutarlar, tabii ki hemen hemen tüm organizmalar onu nefes yoluyla salgılar.
Aslında, inorganik denge veya kararlı durum süreci, atmosferdeki bir gazın konsantrasyonu ne kadar büyükse, biyolojik katılım derecesi de o kadar yüksek görünüyor. Bu Gaia'nın ortamında şaşırtıcı değildir, çünkü Gaia her zaman çevreyi aktif olarak kontrol eder ve stratejisi her zaman mevcut koşulları kendi lehine çevirir.
(Bu makale, yetkilendirme ile "Gaia: New Horizons for Life on Earth" kitabından uyarlanmıştır. Yazar, Xiao Xianjing ve Fan Xiangdong, Xiao Xianjing ve diğerleri, Gezhi Publishing House 2019 tarafından çevrilen "Gaia Hipotezi" ve bağımsız bilim adamı James La Woollock'un yazarıdır. Ağustos 2008'de yayınlandı.)
