Любой человек, не интересующийся экологией и изучивший только базовый школьный курс, например, биологии, скажет, что кислород на планете выделяют растения. Так, я провела опрос среди своих знакомых. Девять человек подтвердили мою теорию. И только один сказал, что кислород вырабатывается из водных глубин. Да, на самом деле, большая часть кислорода на нашей планете выделяется благодаря океану. Разберёмся с этим подробнее.
Деревья выделяют кислород благодаря фотосинтезу, так нас научили ещё в школе. И это верно. Но недостаточно для того, чтобы ощутить их вклад в состав земной атмосферы. В процессе жизнедеятельности вырабатываемый растениями кислород сам ими и поглощается. Кроме того, большая часть расходуется на разложение погибших организмов, иначе, гниение.
Например, смерть любого дерева неизбежна. Падение могучего ствола запускает длительный процесс разложения, в котором участвуют тысячи грибов и бактерий. Этот процесс потребляет значительную часть кислорода, производимого живыми растениями леса – по оценкам ученых, до 80%. А оставшиеся проценты используются лесными жителями: животными, растениями, грибами и микроорганизмами. Густонаселённые зоны лесных экосистем приводят к тому, что оставшийся после разложения кислород используется в основном для обеспечения потребностей самих лесных обитателей. Для внешних потребителей, например, жителей городов с ограниченным количеством растительности, кислорода не остается.
По словам Скотта Деннинга, специалиста по атмосфере из Университета штата Колорадо, кислород в атмосфере Земли — результат многомиллиардной работы океанического фитопланктона. Нам помогают дышать микроскопические океанические водоросли, совокупность которых ученые называют фитопланктоном. Мировой фитопланктон производит в десять раз больше кислорода, чем ему требуется для собственных нужд. Этого достаточно для обеспечения газом всех остальных морских обитателей, а также значительное количество поступает в атмосферу. Потребление кислорода на разложение органических остатков в океане относительно невелико — около 20% от общего объема производства. Быстрое разложение органических остатков в океане обусловлено обилием падальщиков. Они поедают погибших животных, и сами, в свою очередь, становятся пищей для других падальщиков, что предотвращает длительное накопление трупов. Останки опускаются на дно океана, где мало кто живёт, поэтому разлагать их некому. По мнению Деннинга, процессы, регулирующие уровень кислорода в атмосфере, происходят на протяжении длительных геологических эпох и не зависят от фотосинтеза.
Но леса важны для охлаждения планеты, так как они способны извлекать углекислый газ из атмосферы. Именно по этой причине учёные предпочитают сравнивать их не с лёгкими, а с огромным кондиционером, который помогает смягчить последствия изменения климата на Земле.
Кроме того, в 2024 году международная группа ученых сделала удивительное открытие: кислород может вырабатываться в полной темноте на глубине примерно 4000 метров под океанской поверхностью. Исследователи собрали образцы морского дна в зоне Кларион-Клаппертон, абиссальной равнине между Гавайями и Мексикой. В ходе анализа металлических образований было выявлено, что многие из них обладают очень высоким электрическим зарядом, что может способствовать процессу электролиза морской воды, в результате которого происходит расщепление воды на водород и кислород. Сначала результаты исследований были восприняты как ошибочные, однако спустя 10 лет наблюдений они были подтверждены: на океанском дне обнаружены черные округлые камни, способные преобразовывать воду в кислород.
Эти факты заставляют нас по-новому взглянуть на происхождение дышащей кислородом жизни на Земле и на места, где она могла возникнуть.
Автор: Ксения Шишкина, факультет журналистики МГУ