Что вырабатывает кислород на земле: Более половины всего кислорода мы получаем из океанов

Более половины всего кислорода мы получаем из океанов

Более половины всего кислорода мы получаем из океанов

27 Марта 2017 06:15

Настоящие «легкие» планеты — фитопланктон.

Большую часть кислорода на Земле производят крошечные океанические растения — фитопланктон. Как и большинство растений, они фотосинтезируют — используют солнечный свет и углекислый газ для питания организма. Побочным эффектом фотосинтеза является кислород.

Ученые считают, что фитопланктон обеспечивает от 50 до 85 процентов всего кислорода в атмосфере Земли. Точную цифру, к сожалению, установить невозможно.

Интересные факты о погоде

12 Октября 11:39

Конечно, исследователи уже определили в своих лабораториях, сколько кислорода способна воспроизвести одна колония фитопланктона, сколько ей необходимо веществ для питания собственного организма и каким образом происходит фотосинтез. Но количество фитопланктона в толще воды меняется сезонно: размножение происходит весной, когда много питательный веществ и света, а резкое снижение численности происходит в зимний период. К тому же, невозможно предсказать плотность фитопланктона в воде на будущий год и даже месяц.

Сложно представить, сколь важную и серьезную роль может играть столь крошечный организм. Помимо того, что его поедают мирные рыбы, которые являются основой рациона для хищников, фитопланктон обеспечивает нас кислородом.

Для выживания фитопланктону достаточно двух вещей: энергии солнца и питательных вещества из воды.

Учитывая активную сельскохозяйственную деятельность, промышленную революцию и вырубку лесов, ученые озаботились вопросом повышения уровня кислорода, не забыв при этом и о фитопланктоне. Чтобы стимулировать его рост, специалисты предлагают обогатить воды океанов железом.

Противники этой теории считают, что для снижения темпов изменения климата будет актуальнее обратить внимание на то, что происходит на суше.

Интересно, что по мнению историков и биохимиков, только около 400 миллионов лет назад в атмосфере накопилось достаточно кислорода для воздушного дыхания наземных живых существ. Вот только одного кислорода было недостаточно.

Не менее важна оказалась и другая форма кислорода — три атома, образующих озон. Именно он создал «щит», защищающий от вредных ультрафиолетовых излучений и позволил сделать новый шаг эволюции.

По прошествии миллионов лет жизнь на Земле все также зависит от атомов кислорода.

Читайте также: Земля теряет кислород

• Сегодня
• Завтра
• Воскресенье
• Понедельник

-2°

Винница

-2°

Луцк

0°

Днепр

+10°

Донецк

-5°

Житомир

+3°

Ужгород

+2°

Запорожье

-1°

Ивано-Франковск

-3°

Киев

0°

Кропивницкий

+10°

Севастополь

+8°

Симферополь

+10°

Луганск

-3°

Львов

+3°

Николаев

+3°

Одесса

-3°

Полтава

-2°

Ровно

-4°

Сумы

-3°

Тернополь

-3°

Харьков

+4°

Херсон

-3°

Хмельницкий

-1°

Черкассы

-4°

Чернигов

+1°

Черновцы

-1°. ..+1°

Винница

-4°… 0°

Винница

-1°…+1°

Винница

-3°…-1°

Луцк

-4°…+1°

Луцк

-1°…+1°

Луцк

+1°…+13°

Днепр

+1°…+7°

Днепр

+6°…+15°

Днепр

+2°…+12°

Донецк

+3°…+12°

Донецк

+8°…+15°

Донецк

-2°…-1°

Житомир

-8°… 0°

Житомир

-2°…+1°

Житомир

0°…+4°

Ужгород

+2°…+8°

Ужгород

+2°…+7°

Ужгород

+2°…+14°

Запорожье

+2°…+10°

Запорожье

+9°…+17°

Запорожье

-4°…-1°

Ивано-Франковск

-4°… 0°

Ивано-Франковск

-3°…-1°

Ивано-Франковск

-2°… 0°

Киев

-5°… 0°

Киев

-2°…+1°

Киев

+1°…+11°

Кропивницкий

0°…+4°

Кропивницкий

+1°…+13°

Кропивницкий

+11°…+15°

Севастополь

+11°…+20°

Севастополь

+15°… +21°

Севастополь

+10°…+15°

Симферополь

+9°…+19°

Симферополь

+14°…+21°

Симферополь

0°…+11°

Луганск

+3°…+12°

Луганск

+6°…+13°

Луганск

-5°…-1°

Львов

-5°…+1°

Львов

0°…+1°

Львов

+5°…+14°

Николаев

+3°…+13°

Николаев

+10°…+17°

Николаев

+8°…+13°

Одесса

+5°…+15°

Одесса

+8°…+17°

Одесса

-3°…+9°

Полтава

-1°…+3°

Полтава

0°…+9°

Полтава

-3°…-1°

Ровно

-6°… 0°

Ровно

-2°…+1°

Ровно

-6°…+4°

Сумы

-5°…+2°

Сумы

-2°…+2°

Сумы

-3°…-1°

Тернополь

-5°…+1°

Тернополь

0°…+1°

Тернополь

-4°…+8°

Харьков

-2°…+6°

Харьков

0°…+8°

Харьков

+5°…+15°

Херсон

+5°…+16°

Херсон

+12°. ..+18°

Херсон

-2°… 0°

Хмельницкий

-6°…+1°

Хмельницкий

0°…+1°

Хмельницкий

0°…+6°

Черкассы

-1°…+2°

Черкассы

+1°…+7°

Черкассы

-4°…-1°

Чернигов

-7°…-1°

Чернигов

-5°…+1°

Чернигов

-2°…+3°

Черновцы

-2°… 0°

Черновцы

-2°…+1°

Черновцы

Предыдущая новость

22 Марта 2019 16:16

Следующая новость

6 Октября 2017 09:02

• Роль математического моделирования в прогнозировании погодных условий

  Игорь Кибальчич
  Синоптик

  Интересные факты о погоде
  17 Ноября 11:21

• Игорь Кибальчич
  Синоптик

  Обзор погодных условий в Украине на неделю: 14 – 20 ноября 2022

  Погода по Украине на завтра
  13 Ноября 09:58

• Игорь Кибальчич
  Синоптик

  Прогноз погоды в Украине на выходные: 12 – 13 ноября 2022

  Погода по Украине на завтра
  11 Ноября 10:03

• Игорь Кибальчич
  Синоптик

  Обзор погодных условий в Украине на неделю: 7 – 13 ноября 2022

  Погода по Украине на завтра
  6 Ноября 11:33

• Игорь Кибальчич
  Синоптик

  Прогноз погоды в Украине на выходные: 5 – 6 ноября 2022

  Погода по Украине на завтра
  4 Ноября 15:28

Интересные факты о погоде

18 Ноября 00:18

Интересные факты о погоде

17 Ноября 20:17

Интересные факты о погоде

17 Ноября 19:26

• ​ВИДЕО. В Колумбии зафиксирован гигантский 5-километровый оползень

• Драка осьминогов с метанием ракушек и песка друг в друга впервые снята на видео

• ​ВИДЕО. Сильный шторм породил в Кувейте большой торнадо

Погода в других регионах

Киев

-3°

Харьков

-3°

Одесса

+3°

Днепр

0°

Донецк

+10°

Запорожье

+2°

Львов

-3°

Кривой Рог

+1°

Николаев

+3°

Мариуполь

+10°

Луганск

+10°

Винница

-2°

Херсон

+4°

Чернигов

-4°

Полтава

-3°

Черкассы

-1°

Хмельницкий

-3°

Черновцы

+1°

Житомир

-5°

Сумы

-4°

Все города

МОБИЛЬНАЯ ВЕРСИЯ

ru

• English
• Русский
• Українська

© Meteoprog. ua 2003-2022

Как океаны спасают Землю от перегрева

В очередном выпуске «Зеленого подкаста» РБК Трендов говорим о том, как океаны дают нам кислород, а мы отплачиваем им пластиковыми отходами

Ваш браузер не поддерживает аудиоплеер.

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 [email protected], 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:

• нефть и нефтепродукты;
• отработанная вода с предприятий, где есть тяжелые металлы, ртуть и другие опасные вещества;
• пестициды, используемые в сельским хозяйстве;
• пластиковые отходы и потерянные рыболовные сети.

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.

Что можно делать для спасения океана

• Регулировать и ограничивать рыболовство. Например, в России с 2021 года на всей территории, кроме Дальнего Востока, Севера и Сибири, полностью запрещен любительский вылов рыбы сетями. Также запрещено использовать взрывчатку, электроудочки, ловушки и капканы. Промышленный вылов регулирует Минсельхоз, если популяция той или иной рыбы в конкретном районе резко уменьшается и это вызывает опасения.
• Каждый из нас может постараться сократить потребление рыбы, так как промышленное рыболовство в значительной мере неэкологично.
• Сокращать потребление одноразового пластика, сдавать его на переработку, не мусорить.
• Во время отдыха на море не ломать кораллы и не трогать рыб и морских животных.
• Выбирать безопасные солнцезащитные кремы с неорганическими фильтрами, например, диоксидом титана и оксидом цинка. Также можно защищаться от солнца закрытой одеждой, шляпой с полями, купаться в купальниках с длинными рукавами.

Спасите планктон, дышите свободно

1. Обсудите кислородные ресурсы Земли.
Спросите: Откуда берется кислород, которым мы дышим? Объясните учащимся, что тропические леса несут ответственность за примерно одну треть (28%) кислорода Земли, но большая часть (70%) кислорода в атмосфере производится морскими растениями. Остальные 2 процента кислорода Земли поступают из других источников. Океан вырабатывает кислород благодаря растениям (фитопланктону, ламинарии и водорослевому планктону), которые в нем живут. Эти растения производят кислород как побочный продукт фотосинтеза — процесса, в ходе которого углекислый газ и солнечный свет превращаются в сахара, которые организм может использовать для получения энергии. Один вид фитопланктона, Prochlorococcus , выбрасывает в атмосферу бесчисленные тонны кислорода. Она настолько мала, что миллионы могут поместиться в капле воды. Prochlorococcus прославился как, пожалуй, самый многочисленный фотосинтезирующий организм на планете. Доктор Сильвия А. Эрл, исследователь National Geographic, подсчитала, что Prochlorococcus обеспечивает кислородом каждый пятый вдох, который мы делаем.

2. Предложите учащимся собрать и проанализировать данные.
Раздайте каждому учащемуся копию рабочего листа Расчеты дыхания. Затем разделите студентов на небольшие группы по три человека, чтобы измерить и записать количество вдохов, сделанных за 30 секунд. Попросите их распределить роли: таймер, передышка и регистратор данных. После того, как все группы соберут и запишут свои данные, пусть учащиеся самостоятельно посчитают, сколько вдохов они делают за одну минуту, один час и один день. Наконец, попросите учащихся подсчитать количество вдохов, которые исходит от фитопланктона, Прохлорококк .

3. Обсудите важность фитопланктона и то, как люди могут положительно влиять на уровень фитопланктона и общее состояние океана.
Объясните учащимся, что фитопланктон составляет основу морской пищевой сети. Здоровье всех организмов в океане связано со здоровьем фитопланктона. Используйте предоставленную иллюстрацию углеродного цикла и информацию на вкладке «Основные сведения и словарный запас» этого занятия, чтобы расширить знания учащихся о роли фитопланктона в производстве кислорода и углеродном цикле. Спросить: Почему важно защищать наши океаны и обитающий в них планктон? Какими способами мы можем защитить океан? Объясните учащимся, что они могут помочь защитить планктон, уменьшив загрязнение, используя меньше энергии, призывая отдельных лиц и компании прекратить разрушать среду обитания на суше и в океане и побуждая других прекратить чрезмерный вылов диких животных океана. Важной частью спасения океана является совместная работа и информирование других о том, почему это важно.

4. Предложите учащимся создать футболку или наклейку на бампер.
Предложите учащимся создать футболку или наклейку на бампер, чтобы повысить осведомленность общественности о проблеме с их собственным лозунгом о здоровье океана; например, Спасите фитопланктон — дышите больше воздуха!

Неформальное оценивание

Оцените понимание учащимися, оценив точность их расчетов и их участие в обсуждении в классе.

Расширение обучения

Предложите учащимся исследовать и сравнить объем воздуха, потребляемый человеком за один день, с объемом воздуха, который выделяют водоросли (около 330 миллиардов тонн в год). Попросите учащихся вдохнуть один вдох воздуха в воздушный шар. Поместите шарик в 2000-миллилитровую мензурку, частично наполненную водой. Измерьте возникающее смещение.

Предметы и дисциплины

• Искусство и музыка

• Биология

  • Здоровье

• науки о Земле

  • Океанография

• Экспериментальное обучение

• География

  • Физическая география

• Математика

Цели обучения

Учащиеся будут:

• описывать соотношение между различными источниками производства кислорода в океане
• выполнять базовые вычисления на основе сбора необработанных данных
• объяснить важность здорового океана
• определить, как люди могут положительно влиять на здоровье океана
• создать продукт для обучения других через средства массовой информации

Подход к обучению

• Обучение для использования

Методы обучения

• Совместное обучение
• Обсуждения
• Экспериментальное обучение
• Практическое обучение

Сводка навыков

Это задание предназначено для следующих навыков:

• Результаты студентов 21 века

  • Обучение и инновационные навыки

    • Общение и сотрудничество

    • Творчество и инновации

• Навыки критического мышления

  • Создание

  • Понимание

Связь с национальными стандартами, принципами и практиками

Принципы и стандарты NCTM для школьной математики

• Алгебра (3-5) Стандарт 2:
  Представлять и анализировать математические ситуации и структуры с помощью алгебраических символов

Стандарты учебной программы Национального совета социальных исследований

• Тема 3:
  Люди, места и окружение
• Тема 9:
  Глобальные связи

Национальные географические стандарты

• Стандарт 14:
  Как действия человека изменяют физическую среду
• Стандарт 15:
  Как физические системы влияют на человеческие системы
• Стандарт 16:
  Изменения, происходящие в значении, использовании, распределении и важности ресурсов

Национальные стандарты естественнонаучного образования

• (K-4) Стандарт C-3:
  Организмы и среды
• (К-4) Стандарт Ф-4:
  Изменения в средах

Основополагающие принципы и основные понятия грамотности в вопросах океана

• Принцип 4а:
  Первоначально большая часть кислорода в атмосфере была получена в результате деятельности фотосинтезирующих организмов в океане.
• Принцип 6g:
  Каждый несет ответственность за заботу об океане. Океан поддерживает жизнь на Земле, и люди должны жить так, чтобы поддерживать океан. Индивидуальные и коллективные действия необходимы для эффективного управления океанскими ресурсами для всех.

Что вам понадобится

Материалы, которые вы предоставите

• Воздушный шар
• Стакан
• Карандаши
• Секундомер
• Вода

Требуемая технология

• Техническая установка: 1 компьютер на класс, проектор

Физическое пространство

• Класс

Группировка

• Обучение в больших группах
• Обучение в малых группах

Справочная информация

Прохлорококк и другой океанический фитопланктон ответственны за 70 процентов производства кислорода на Земле. Однако некоторые ученые считают, что уровень фитопланктона снизился на 40 процентов с 1950 года из-за потепления океана.

Температура океана влияет на численность фитопланктона в океане. Фитопланктону для роста необходимы солнечный свет и питательные вещества. Поскольку фитопланктон зависит от фотосинтеза, он должен жить у поверхности океана. Питательные вещества попадают на поверхность в результате глобального конвейера — восходящего потока, который перемещает холодную воду и питательные вещества из более глубоких вод в более теплые поверхностные воды. По мере того, как океаны нагреваются, циркуляция теплой и холодной воды по глобальной конвейерной ленте уменьшается. В результате между глубинами океана происходит меньшее перемешивание и циркуляция. По мере того, как вода в океане становится теплее, у планктона остается меньше питательных веществ. Это означает меньший фотосинтез, что снижает поглощение фитопланктоном углекислого газа и производство кислорода.

Фитопланктон чрезвычайно важен для земного углеродного цикла; они помогают перерабатывать и хранить углерод. Помимо производства кислорода, фитопланктон отвечает за большую часть переноса углекислого газа из атмосферы в океан. Углекислый газ потребляется во время фотосинтеза, а углерод включается и хранится в фитопланктоне. Это похоже на то, как деревья накапливают углерод в своих листьях и древесине. Во всем мире этот планктонный «биологический углеродный насос» ежегодно перекачивает около 10 гигатонн (1 гигатонна = 1 миллиард тонн) углерода из атмосферы в глубины океана. Даже небольшие изменения в росте фитопланктона могут повлиять на концентрацию углекислого газа в атмосфере, что вызовет дальнейшее изменение климата и ускорит повышение температуры поверхности.

Люди могут защищать планктон и улучшать общее состояние океана, уменьшая загрязнение, чрезмерный вылов и разрушение среды обитания.

Предыдущие знания

• Нет

Рекомендуемая предыдущая деятельность

• Нет

Словарь

водоросли

Существительное во множественном числе

(единственное число: водоросли) разнообразная группа водных организмов, крупнейшие из которых — морские водоросли.

атмосфера

Существительное

слои газа, окружающие планету или другое небесное тело.

побочный продукт

Существительное

вещество, созданное путем производства другого материала.

углеродный цикл

Существительное

ряд процессов, в которых атомы углерода (С) циркулируют в земной земле, океане, атмосфере и недрах.

углекислый газ

Существительное

парниковый газ, образующийся при дыхании животных и используемый растениями при фотосинтезе. Углекислый газ также является побочным продуктом сжигания ископаемого топлива.

перемещение

Существительное

принудительное удаление чего-либо, часто людей или организмов, из их сообществ или первоначального пространства.

пищевая сеть

Существительное

все связанные пищевые цепи в экосистеме. Также называется пищевым циклом.

водоросли

Существительное

вид водорослей.

морской

Прилагательное

имеющее отношение к океану.

океан

Существительное

большой водоем с соленой водой, покрывающий большую часть Земли.

организм

Существительное

живое или когда-то жившее существо.

кислород

Существительное

химический элемент с символом O, газовая форма которого составляет 21% атмосферы Земли.

фотосинтез

Существительное

процесс, при котором растения превращают воду, солнечный свет и углекислый газ в воду, кислород и простые сахара.

фитопланктон

Существительное

микроскопический организм, обитающий в океане и способный преобразовывать световую энергию в химическую посредством фотосинтеза.

планктон

Существительное во множественном числе

(единственное число: планктон) микроскопические водные организмы.

Веб-сайты

• NOAA: Что такое фитопланктон?

У людей всегда будет кислород для дыхания, но мы не можем сказать того же о жизни в океане

Для человека нет ничего важнее наличия кислорода. Мы мало задумываемся о необходимом нам кислороде, мы просто дышим, но откуда он берется?

Чтобы пролить свет на это, такие утверждения, как «океан обеспечивает 50% кислорода, которым мы дышим», или его эквивалент «каждый второй вдох, который мы вдыхаем, исходит из океана», стали обычными мантрами, подчеркивающими зависимость человека от океана и риск снижения снабжения кислородом из-за изменения климата и ухудшения состояния окружающей среды.

Эти мантры повторяют высокопоставленные политики, в том числе посланник США по вопросам климата Джон Керри и президент Франции Эммануэль Макрон, международные организации, такие как ЮНЕСКО и Европейская комиссия, и даже известные доклады МГЭИК и других авторитетных научных учреждений.

Хотя они могут быть хорошим поводом для речей, эти утверждения искажают, откуда на самом деле берется кислород, которым мы дышим, и тем самым вводят общественность в заблуждение относительно того, почему мы должны активизировать нашу роль хранителей океана.

Где мы берем кислород?

Атмосфера Земли не всегда была так богата кислородом, как сегодня. Сейчас атмосфера состоит из 21 % кислорода, но в течение первых 2 миллиардов лет истории Земли на его долю приходилось всего 0,001 % от сегодняшних уровней.

Появление микроскопических океанских бактерий и растений (фитопланктона), а затем и более крупных растений на суше вызвало ошеломляющее увеличение содержания кислорода в нашей атмосфере. Этот кислород получается в результате фотосинтеза — процесса, при котором растения превращают углекислый газ и воду в органическое вещество и кислород.

Кислород был относительно стабильным на высоком уровне в течение последних 500 миллионов лет. Сегодня примерно половина фотосинтеза происходит в океане, а половина — на суше.

Так что да, океан производит около 50% кислорода, производимого на планете. Но он не отвечает за 50% воздуха, которым мы дышим. Большая часть кислорода, производимого океаном, непосредственно потребляется микробами и животными, которые там живут, или когда продукты растительного и животного происхождения падают на морское дно. Фактически чистое производство кислорода в океане близко к 0,9.0014

Кислород, образующийся в результате фотосинтеза (т. е. чистая первичная продукция) в верхних слоях океана, примерно расходуется на дыхание в толще воды, за исключением небольшого избыточного производства в 0,002 пмоль O2 в год, что соответствует захоронению на дне океана.
Перерисовано из Grégoire et al., 2019, Fourni par l’auteur

Крошечная часть первичной продукции, примерно 0,1%, избегает деградации и хранится в виде органического углерода в морских отложениях — процесс, называемый биологическим углеродным насосом. Этот органический углерод может в конечном итоге превратиться в ископаемое топливо, такое как уголь, нефть и газ. Небольшое количество кислорода, которое было выработано для создания этого запаса углерода, позже может быть выброшено в атмосферу. Аналогичный процесс происходит и на суше, при этом часть углерода сохраняется в почве.

Таким образом, кислород, которым мы дышим в настоящее время, возникает в результате медленного накопления O₂ в атмосфере, поддерживаемого захоронением органического вещества в течение очень длительного времени — сотни миллионов лет, — а не в результате современного производства ни землей, ни биосфера океана.

Ископаемое топливо и воздух, которым мы дышим

Как насчет будущих тенденций атмосферного кислорода? Еще в 1970 году выдающийся геохимик Уолли С. Брокер понял, что если бы мы сожгли все известные запасы ископаемого топлива, мы израсходовали бы менее 3% нашего запаса кислорода.

Если бы мы вырубили или сожгли все леса и окислили весь органический углерод, хранящийся в растительности и верхних слоях почвы по всему миру, это привело бы лишь к небольшому истощению атмосферного кислорода. Если бы фотосинтез в океане и на суше перестал производить кислород, мы могли бы продолжать дышать в течение тысячелетий, хотя у нас наверняка были бы другие проблемы.

Прогнозируемое снижение уровня атмосферного кислорода, даже в наихудших сценариях с массовым сжиганием ископаемого топлива и вырубкой лесов, будет очень небольшим по сравнению с очень большим атмосферным резервуаром. Модели показывают, что содержание кислорода в атмосфере претерпит незначительные изменения в течение следующих 100 000 лет в ответ на использование ископаемого топлива. Таким образом, хотя в нашем климатическом будущем есть о чем беспокоиться, доступность кислорода для дышащих воздухом организмов (включая людей) не является одной из них.

Уменьшение содержания кислорода в океане

Однако существуют серьезные причины для беспокойства относительно содержания кислорода в океане. Резервуар O₂ океана уязвим, потому что он содержит менее 1% кислорода, хранящегося в атмосфере. В частности, районы океана с очень низким или отсутствующим кислородом, называемые зонами минимума кислорода, расширяются по мере нагревания планеты, делая новые регионы пригодными для жизни для дышащих организмов, таких как рыбы.

Открытый океан потерял от 0,5 до 3,3% своего запаса кислорода на верхних 1000 метров с 1970-2010, а объем зон кислородного минимума увеличился на 3-8%.

Эта потеря кислорода в первую очередь связана с усилением стратификации океана. В этом процессе смешивание поверхностного океана, который становится теплее и легче, с более глубокими и плотными слоями океана менее эффективно, что ограничивает проникновение кислорода. Активность ферментов, в том числе участвующих в дыхании, также обычно увеличивается с повышением температуры. Таким образом, потребление кислорода морскими существами увеличивается по мере нагревания океана.

Большая часть кислорода, производимого океаном, непосредственно потребляется обитающими там микробами и животными.
Шон Доран, CC BY-NC-ND

Недавнее исследование показало, что зоны минимального содержания кислорода в открытом океане расширились на несколько миллионов квадратных километров, а в сотнях прибрежных районов теперь концентрация кислорода достаточно низка, чтобы ограничить популяции животных и изменить круговорот важных питательных веществ.