Фотосинтез. Уходит ли кислород из круговорота?

Сообщение №16622 от SB 16 января 2003 г. 10:57
Тема: Фотосинтез. Уходит ли кислород из круговорота?

Фотосинтез органических соединений из углекислого газа и воды зелеными растениями может быть описан уравнением:
(http://www.college.ru/chemistry/course/content/chapter5/section/paragraph6/subparagraph5.html)

6CO2 + 6H20 ------------> C6H12O6 + 6O2

Обратим внимание на то, что на входе имеем ОДИНАКОВОЕ число молекул CO2 и H20.

А теперь посмотрим реакцию образования CO2 при сжигании нефти,газа, бензина и др. углеводородов:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

Видно, что при сжигании метана образуется РАЗНОЕ количество молекул CO2 и H2O.
(молекул воды на одну больше). Следовательно, в реакции фотосинтеза одна из молекул воды лишняя и она не принимает участие в реакции фотосинтеза.
Т.е. углекислый газ, образовавшийся при сжигании метана полностью перерабатывается растениями в кислород, а половина воды не участвует в фотосинтезе, а следовательно атом кислорода из воздуха навсегда переходит в воду.
Следовательно, количество кислорода в атмосфере постоянно уменьшается, даже при самом хорошем фотосинтезе.
А в Киотском протоколе выражается почему то озабоченность выбросом CO2, а не исчезновением O2.

Не так ли?


Отклики на это сообщение:

> Фотосинтез органических соединений из углекислого газа и воды зелеными растениями может быть описан уравнением:
> (http://www.college.ru/chemistry/course/content/chapter5/section/paragraph6/subparagraph5.html)

> 6CO2 + 6H20 ------------> C6H12O6 + 6O2

> Обратим внимание на то, что на входе имеем ОДИНАКОВОЕ число молекул CO2 и H20.

Верно подмечено. Во всех сахарах на один атом С формально приходится одна молекула воды. Поэтому их и называют углеВОДЫ.

> А теперь посмотрим реакцию образования CO2 при сжигании нефти,газа, бензина и др. углеводородов:

> CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

> Видно, что при сжигании метана образуется РАЗНОЕ количество молекул CO2 и H2O.
> (молекул воды на одну больше). Следовательно, в реакции фотосинтеза одна из молекул воды лишняя и она не принимает участие в реакции фотосинтеза.

Для высших углеводородов отношение H2O/CO2 стремится к 1 с увеличением молекулярного веса.

> Т.е. углекислый газ, образовавшийся при сжигании метана полностью перерабатывается растениями в кислород, а половина воды не участвует в фотосинтезе, а следовательно атом кислорода из воздуха навсегда переходит в воду.
> Следовательно, количество кислорода в атмосфере постоянно уменьшается, даже при самом хорошем фотосинтезе.

Я что-то не слышал ничего по поводу снижения содержания кислорода в атмосфере. Видимо, пока растения и фитопланктон справляются со своей задачей :)

> А в Киотском протоколе выражается почему то озабоченность выбросом CO2, а не исчезновением O2.

Причина озабоченности совсем другая - парниковый эффект. Считается, что он может привести к изменению климата и другим "экологическим катастрофам".


ПРИРОДА ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА
Сорохтин О.Г.*, Ушаков С.А.**
* Институт океанологии РАН, г.Москва
** Музей землеведения МГУ, г.Москва

В последние годы резко возрос интерес к проблеме парникового эффекта на Земле, особенно к последствиям антропогенного выброса в атмосферу газов, поглощающих инфракрасное излучение (ИК) и, прежде всего, углекислого газа - продукта сжигания угля, углеводородного топлива и производства цемента. При этом обычно прогнозируются печальные последствия для климата нашей планеты: его резкое потепление и, как следствие этого, таяние ледниковых покровов, повышение уровня Мирового океана с затоплением густо населенных прибрежных регионов суши. Опасения аналогичных катастрофических явлений и давления экологических организаций заставляют Правительства разных стран выделять огромные средства на борьбу с последствиями потепления климата, якобы связанного с антропогенными выбросами в атмосферу "парниковых газов". А насколько справедливы эти расходы? Не ведем ли мы борьбу с "ветряными мельницами"?

Сторонники "классического" подхода к проблеме парникового эффекта исходят из идеи С. Аррениуса о прогреве атмосферы за счет поглощения ею инфракрасного излучения и представления, что передача тепла в тропосфере происходит в основном радиационным путем [1, 2, 5]. Однако в тропосферах плотных атмосфер (с давлением, большим 0,2 атм.) всегда доминирует конвективный вынос тепла. Отсюда следует необходимость рассматривать процесс прогрева воздуха в тропосфере с точки зрения адиабатической теории парникового эффекта.

Выводы, к которым пришли авторы:

....При замене азотно-кислородной атмосферы Земли на углекислотную должно произойти незначительное ПОХОЛОДАНИЕ климата на 1,8 ° С, а не его значительное потепление, как это обычно принято думать. Более того, если принять, что углекислотная атмосфера будет поглощать значительно больше инфракрасного излучения (чем азотно-кислородная атмосфера), то это должно привести к дополнительному уменьшению показателя адиабаты a < 0,153. Следовательно, еще больше понизится и приземная температура. Аналогично этому, мысленно заменяя углекислотную атмосферу Венеры на азотно-кислородную, но с тем же давлением ps =90,9 атм., получим значительное повышение температуры до Ts » 1013 K (вместо современной температуры 735 К).

Объясняются эти, казалось бы, парадоксальные результаты тем, что вынос тепла из тропосферы в основном происходит благодаря конвекции, а главными факторами в этом процессе, определяющими температурный режим плотных планетных тропосфер, являются давление (т.е. масса) атмосферы и ее теплоемкость. Но при одинаковых давлениях (т.е. массах) теплоемкость углекислотной атмосферы всегда меньше теплоемкости азотно-кислородной атмосферы. Иными словами, углекислотная атмосфера, подобно тонкому одеялу, хуже сохраняет тепло на поверхности планеты, по сравнению с более толстым “пуховым одеялом” азотно-кислородной атмосферы, обладающим к тому же и большей теплоемкостью.

Из приведенных оценок следует важный практический вывод, что даже значительные выбросы техногенного углекислого газа в земную атмосферу фактически не меняют осредненные показатели теплового режима Земли и ее парниковый эффект. Более того, увеличение концентрации этого газа в земной атмосфере, безусловно, является полезным фактором, повышающим продуктивность сельского хозяйства и способствующим более эффективному восстановлению растительной массы в районах сведения лесов.

ПРИРОДА ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА


1. О балансе.
Можно также сделать вывод, что воды образуется больше (сжигание CH4 наверное на порядки меньше, чем фотосинтез ; поэтому применить ьаланс так просто не получится; кроме того, реально р-я фотосинтеза многоступенчата и, возможно, на ее этапах образовывались дополнительные молекулы воды (может я не прав).

2. Парниковый эффект.
лучше наверное принять такой взгляд:
а) парниковый эффект только одна из причин ,ведущая к изменению климата (обратите внимание, я не сказал - потеплению).
б) есть другие праниковые газы, в т.ч. пары воды.


> 1. О балансе.
> Можно также сделать вывод, что воды образуется больше (сжигание CH4 наверное на порядки меньше, чем фотосинтез ; поэтому применить баланс так просто не получится; кроме того, реально р-я фотосинтеза многоступенчата и, возможно, на ее этапах образовывались дополнительные молекулы воды (может я не прав).

Пусть "сжигание CH4 на порядки меньше, чем фотосинтез", (пусть в атмосфере из-за сжигания СH4 всего ОДНА молекула СO2 и ДВЕ молекулы воды). А растений столько, что они способны превратить 1000 молекул CO2 и ровно столько же (1000) молекул H2O в кислород. Даже в этом случае в реакции фотосинтеза примет участие всего одна молекула воды, а одна останется в атмосфере,океане и т.п.
Т.е. даже при огромной производительности фотосинтеза, в атмосфере должно увеличиваться количество воды и уменьшаться содержание кислорода.
Кстати, может парниковый эффект происходит из-за водяного пара, а не CO2 ?

> 2. Парниковый эффект.
> лучше наверное принять такой взгляд:
> а) парниковый эффект только одна из причин ,ведущая к изменению климата (обратите внимание, я не сказал - потеплению).
> б) есть другие праниковые газы, в т.ч. пары воды.


> Т.е. даже при огромной производительности фотосинтеза, в атмосфере должно увеличиваться количество воды и уменьшаться содержание кислорода.
Не "и", а "или". Затем: а источник кислорода из недр? а улетучивание воды в космос (при диссоциации)?. Далее, почему не предположить ,что содержание воды изменяется? Но если изменилось, возможно, его трудно зарегистрировать.

> Кстати, может парниковый эффект происходит из-за водяного пара, а не CO2 ?
Вполне вероятно. Мнение академика Монина в УФН насчет шумихи с СО2. Интересно, пусти поиск в УФН, в Инете есть бесплатно.

Начет воды: спектральные хар-ки водяного пара таковы, что он поглощает сильно в ИК области (от специалистов по ЭПР).


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100