Hapnik on värvi, lõhna ja maitseta gaas, mis ümbritseb meid kõikjal. Kuidas hapnikuvarusid regulaarselt täiendatakse ja kas selle suurus sõltub ka aastaajast?
Kust hapnik tuleb?
Isegi koolist, kindlasti teavad kõik, et hapnik siseneb atmosfääri taimede pideva töö tõttu. Seetõttu on metsade hävitamise ja nende taastamise probleem pidevalt aktuaalne. Samal ajal suureneb hapnikuvajadus igal aastal.
Taimed toodavad hapnikku keeruka keemilise protsessi - fotosünteesi - tulemusel. Selle käigus muundatakse päikesevalguse energia keemiliseks energiaks. Taimed absorbeerivad süsinikdioksiidi ja toodavad hapnikku, mis selles reaktsioonis on kõrvalsaadus, samuti orgaanilisi aineid. Teadlaste hinnangul toodavad rohelised taimed iga hingamiseks vajaliku tonni kohta umbes 6 tonni hapnikku.
Need on muidugi olulised näitajad, kuid tasub teada, et maismaataimede eraldatud hapnik moodustab selle üldkogusest vaid 20%. Ülejäänud osa kättesaamine 80% hapnikust annavad mere- ja ookean vetikad, millel on üldnimetus - fütoplankton. Sel põhjusel nimetatakse ookeani mitteametlikult meie planeedi "kopsudeks".
Fotosünteesi reaktsioon toimub peamiselt sinivetikates. Selle reaktsiooni lihtsustatud skeemil on see järgmine.Süsinikdioksiid kombineerub veega ja tulemuseks on kaks ainet - glükoos ja hapnik. Viimast, muide, peab fütoplankton tarbetuks, seetõttu eraldub liigne hapnik vette ja seejärel atmosfääri. Sel juhul vajavad vetikad reaktsiooni läbiviimiseks energiat. Nad saavad seda vette siseneva päikesevalguse eest.
Huvitav fakt: miks just taimed (maismaa ja veealused) toodavad hapnikku? Kuna neil on spetsiaalne pigment - klorofüll, milles osaleb ka fotosüntees. Ja just tänu sellele pigmendile on taimed roheliselt värvitud.
Kas hapniku hulk muutub aastaringselt?
Õhk koosneb paljudest erinevatest gaasidest. Samal ajal võtab hapnik mahult umbes 21% ja lämmastikku 78%. Ülejäänud komponendid, mahu vähenedes, on argoon, süsinikdioksiid, neoon jne. Kui võtate üksikuid väikeseid territooriume, märkate, et kuskil, kuskil lihtsamalt on raskem hingata. Näiteks suures linnas on süsinikdioksiidi tase kõrgem tänu tootmisele, paljudele sõidukitele jne. Metsas on seevastu kõrge hapniku intensiivsus, samas kui CO₂ on vähem. Kuid üldiselt püsib hapniku hulk atmosfääris alati stabiilsena 21% piires, sest kõigi gaaside segamine toimub pidevalt ja ühtlaselt.
Hapnik talvel
Talvel jääb õhus hapnikku tegelikult alla 0,01%. Selle languse protsent on siiski nii väike, et inimeste ja teiste elusorganismide jaoks jäävad need muutused märkamata ja on seetõttu üsna ohutud.Talvel lakkuvad lehtpuutaimed muidugi hapniku tekkeprotsessist, kuid siiski okaspuud, aga ka fütoplankton, mis ei karda nullist madalamat temperatuuri.
Kuidas teadlased mõõdavad hapniku taset. Nende uuringutega aktiivselt tegelema hakati 90ndatel. Selleks kasutatakse katse puhtuse jaoks planeedi eri nurkadesse paigaldatud ilmajaamu. Ilmajaamades võetakse regulaarselt õhku ja seejärel võrreldakse saadud proove kontrollproovidega. Rada muudab mitte ainult hapnikku, vaid ka lämmastikku.
Need katsed annavad selgeid tulemusi. Tehti kindlaks, et Maa põhjapoolkeral on hapniku kõikumised märgatavamad kui lõunaosas. Talvel väheneb siinne hapniku maht 24 osa miljoni kohta ja kuna selle üldkogus on umbes 210 000 miljoni kohta, on kõikumised tõesti tähtsusetud.
Talvel jääb õhus hapnikku tõesti vähem. See siseneb atmosfääri taimede kaudu. Lehed langevad talvel, nii et külma ilma saabudes väheneb hapniku hulk õhus. Sellegipoolest jäävad okaspuud alles ja suurem osa hapnikust (80%) tuleb veealustest taimedest - fütoplanktonist. Seega on hapniku langus talvel tühine - ainult 0,01%. Kõigi elusorganismide jaoks on need kõikumised nähtamatud ja ohutud.