Какой воздух продлевает жизнь, и что будет, когда кислород закончится
Воздух - вещество, без которого невозможна жизнь. Атмосфера является уникальным отличием Земли от других небесных тел. Это древняя сила, величие которой мы только начинаем познавать. Но правда ли, что кислород - яд? Может ли атмосфера исчезнуть? И есть ли жизнь без воздуха? Об этом рассказывает программа «Как устроен мир» с Тимофеем Баженовым на РЕН ТВ.
Химия метаболизма
Воздух по своему объему на 78 процентов состоит из азота. Почти 21 процент приходится на кислород. Остальное распределено между углекислым газом, аргоном, неоном, гелием и другими газами. Все они в отдельности - яд. Наш организм адаптирован для строго определенной смеси. От частоты и качества дыхания вообще зависит множество факторов - например, метаболизм. Маленькие птицы дышат часто и живут недолго. Параллель можно провести с двигателями гоночных машин, оснащенных огромными воздухозаборниками. Ломаются они очень быстро. При этом жизнь черепахи, делающей два-три вдоха в минуту, может длиться сотни лет. Все дело в обмене веществ. Чем он быстрее, тем короче и насыщеннее жизнь. Метаболизм - это скорость реакции окисления кислородом.
«Окисление нужно, чтобы была энергия для создания белков, формирующих мозг человека. Чтобы в мозге возникали электромагнитные сигналы, которые хранят, умножают и передают информацию. Человек стал вершиной эволюции не потому, что венчает пищевую цепочку, а потому, что создает новые знания», - говорит математик Максим Шингаркин.
Завод в грудной клетке
Легкие представляют собой сложный механизм. Разделение равных по весу газов - трудная задача даже для современных химиков. Дыхательная система человека справляется с работой, на которую способен лишь крупный завод. Растворенный в крови газ поступает во все участки организма. Мы живы, пока в клетках идет реакция окисления. Человек - аэробный организм, а кислород - залог нашей жизни. Доставкой кислорода занимаются эритроциты. Из-за них человеческая кровь имеет красный цвет, а сами эритроциты красные благодаря кислороду. Организмы, работающие на хлорных и фторных реакциях, могут похвастаться голубой кровью. К таким относятся некоторые паукообразные.
Обратная сторона кислорода
Часто приходится слышать, как люди восхищаются «чистым» воздухом и говорят, что большой объем кислорода полезен. Но это неправда. В основном воздух состоит из азота, а так называемые кислородные маски и подушки содержат кислородную смесь с добавлением азота или гелия. Чистый кислород сожжет трахею и легкие. Он горюч и используется в кузнечном деле.
«Кислород является сильным окислителем, который окисляет всю органику и не только. Вступает в активные реакции», - отмечает член комиссии ООН по химическому и биологическому оружию, военный эксперт Игорь Никулин.
Долгожительство среди горных народов распространено именно потому, что большую часть жизни они дышат воздухом с минимальным содержанием кислорода. Но полная остановка окисления несет смерть. Нам периодически напоминают о пользе антиоксидантов. Это щелочи, которые замедляют действие кислорода и препятствуют процессам окисления в организме. Перебарщивать с ними не стоит.
Разрушительная сила
Именно воздух позволяет бомбам производить такой смертоносный эффект, ведь ущерб наносится не только огнем. Взрыв разгоняет воздух, придавая ему разрушительную силу. Именно так образуется взрывная волна. Раньше люди называли небо твердью, и утверждение это вполне обоснованное. Военные самолеты максимально разгоняются лишь там, где воздуха мало и снижается сила трения, а реактивная тяга основана на выжигании кислорода из большого объема атмосферы. Еще многие думают, что пули убивают металлической оболочкой. На самом деле пуля толкает перед собой воздух, сокрушающий плоть, а снаряд влетает уже в образованную брешь. Другой противоречивый эффект - разбивающиеся от громкого звука стекла. Правда в том, что происходит это за счет раскачивания атомов кислорода.
Веселящий газ
Модные нынче дыхательные гимнастики не приветствовались в прошлом. Исключением не был и СССР. Человек может заставить организм принудительно изменять объем усваиваемых газов, что чревато доведением до сумасшествия, галлюцинациями и судорожными припадками. Контролировать такой процесс сложно. Правильному соотношению газов большое внимание уделяют водолазы - от этого зависит их жизнь. Веселящий газ имеет легкомысленное название, но действительно опасен. Если подышать им хотя бы полчаса, смерть окажется мучительной.
«Если баланс будет меняться в сторону кислорода, то мы будем получать похожее на эйфорию состояние, а если в сторону азота, то, скорее всего, мы будем получать подавленность», - рассказывает психиатр Александр Федорович.
Задержка дыхания
Самый чистый воздух - в аэропортах, где гуляет ветер, а самый грязный - в метро. Именно по воздуху переносится 90 процентов аллергенов. Однако не спешите задерживать дыхание в общественном транспорте. Если долго не дышать, отмирают клетки головного мозга. Вредоносный процесс сопровождается эйфорическим состоянием. Часто этим увлекаются водолазы - результат плачевный. Мировой рекорд без вдоха - 24 минуты и 3 секунды - поставил испанец Алекс Сегура два года назад.
«При задержке дыхания накапливается углекислота и закисляется кровь. Когда это происходит, кислород из крови выталкивается в клетки ткани», - делится доктор геолого-минералогических наук Владимир Сывороткин.
Техника полета
Люди всегда завидовали полету птиц. Со времен Леонардо да Винчи человек самостоятельно создает вихри и летательные аппараты. Разница в составе атмосферного воздуха на планете является причиной ветров. По воздуху с помощью ветра перемещаются не только люди и птицы, но и пауки, червецы, семена растений и споры грибов. Один из самых древних способов оторвать человека от земли - воздушный шар. Тканевый мешок наполняют теплым воздухом, который всегда стремится вверх. Скорость и направление ветра на разных высотах отличаются. В изучении этих процессов и заключено искусство воздухоплавателя.
Наше тело не приспособлено для того чтобы летать, но люди сшили специальные костюмы. С их помощью можно бросаться с обрыва и на огромной скорости лететь над землей. Двигая руками и ногами, человек изменяет геометрию крыла и направление полета.
В природе существуют существа, полет которых с точки зрения аэродинамики вообще невозможен. Например, взлететь не может ни одна физическая модель майского жука, что не мешает насекомому комфортно чувствовать себя на крыльях. Воздух хранит еще много тайн для человечества.
Недобрые предзнаменования
В Священном Писании сказано, что массовое падение птиц станет предзнаменованием Конца света. Такие случаи уже фиксируются по всей Земле - от Арканзаса до Крыма. Планета дышит водородом и метаном, вулканы выбрасывают огромные объемы этих газов. Атмосфера неизбежно портится, и живущие ныне организмы пока не приспособились к новому составу воздуха.
При этом на Земле всегда существовала бескислородная жизнь. Мировой океан регулярно продувается отравляющими газами, многие организмы умирают, и часть планеты как бы возвращается на миллионы лет назад в далекое протерозойское прошлое. Ведь раньше кислорода в атмосфере не было, а жизнь была. Правда, анаэробная, как нынешние микробы. Древние существа, жившие без воздуха, не умерли, и ждут своего часа более трех миллиардов лет.
Производство воздуха
Толщина воздушной прослойки на Земле составляет всего 11-12 километров. И лишь половина ее пригодна для жизни. На высоте семи километров дышать уже невозможно. Ученые задумываются о производстве воздуха в промышленных масштабах. В составе земной коры достаточно горных пород и химических соединений, из которых грамотный химик добудет все необходимое. Наличие кислорода в атмосфере - главный фактор, влияющий на ее прошлое, настоящее и будущее. И объем кислорода неуклонно растет с целью окислить все на свете. Пока этого не произойдет, процесс не остановится. Он и есть смысл жизни.
Еще больше о том, как устроен этот мир, самые интересные факты и истории смотрите в выпуске программы «Как устроен мир» с Тимофеем Баженовым. Новые выпуски смотрите на РЕН ТВ по будням с 11:00!