Oxy (O2) và việc quản lý năng lượng mặt trời

Bài viết liên quan

Oxy có chức năng phá vỡ sự kết nối giữa các phân tử nước và carbon dioxide trong quá trình quang hợp, giải phóng năng lượng liên kết hai phân tử với nhau cũng như trả carbon dioxide trở lại vào khí quyển. Quá trình này có thể xảy ra bên trong cơ thể sinh vật sống, theo một cách có kiểm soát, khi đó nó được gọi là hô hấp, hoặc khi xảy ra ở bên ngoài không khí, nó được gọi là sự cháy hoặc đốt cháy.
Đốt cháy gỗ hoặc dầu giải phóng ra năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để phục vụ những công việc như di chuyển, cụ thể như xe lửa và ô tô, hoặc dung để chuyển thành các dạng năng lượng, như điện chẳng hạn.

Để có đủ năng lượng sống cần thiết. cơ thể chúng ta cần oxy và quá trình tiêu hóa thức ăn để cung cấp cho khoảng 100 nghìn tỷ tế bào. Trong mỗi tế bào, sau đó, việc phân tách hỗn hợp nước- năng lượng mặt trời- và carbon dioxide hình thành trong quá trình quang hợp được thực hiện để giải phóng năng lượng mặt trời cung cấp cho mỗi tế bào sử dụng trong quá trình hô hấp tế bào.

Để hô hấp tế bào xảy ra, thức ăn đầu tiên được nghiền và tiêu hóa sơ bộ bởi nước bọt trong miệng. Trong dạ dày, axit tiếp tục làm nhiệm vụ nghiền nhỏ thức ăn, cho đến khi chúng đi xuống ruột và đạt đến độ mịn cũng như hòa tan được. Một phần thức ăn sẽ được thải ra môi trường, nơi nó sẽ trở thành thức ăn cho vô số sinh vật làm tăng độ màu mỡ của đất.

Một phần khác của thức ăn sẽ được sử dụng bởi một số vi khuẩn lớn hơn nhiều so với các tế bào trong cơ thể chúng ta, chúng sống trong ruột và đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe của cơ thể. Phần thứ ba của thức ăn sẽ đi vào máu và sẽ được chuyển đến tất cả các tế bào trong cơ thể.

Để máu có thể hấp thụ được thức ăn, bề mặt ruột có vô số các mạch máu. Mặt khác, phổi có cấu trúc rất đặc biệt cho phép oxy chúng ta hít vào đi vào mạch máu và đưa chúng đến các tế bào.
Trong tế bào, oxy sẽ được sử dụng trong quá trình hô hấp tế bào để lấy năng lượng có trong thực phẩm đã hòa tan. Cùng lúc đó trong phổi, carbon dioxide, tạo ra trong các tế bào trong quá trình hô
hấp tế bào được trả lại vào máu, sẽ trở về hệ hô hấp và thải ra bầu không khí mỗi khi chúng ta thở ra.
Các động mạch và tĩnh mạch rất mỏng của phổi cho phép trao đổi carbon dioxide thải ra trong quá trình hô hấp tế bào để lấy oxy hít vào qua hệ hô hấp. Thức ăn được lưu trữ dưới rất nhiều hình thức khác nhau trong cơ thể, vì thế chúng ta có thể sống sót vài ngày mà không cần ăn. Nhưng nếu chúng ta ngừng thở, chỉ trong vài phút thiếu oxy cho hoạt động hô hấp tế bào, chúng ta sẽ chết vì thiếu năng lượng cung cấp cho tế bào và các cơ quan thực hiện các chức năng sống cần thiết.

Tương tự các điều kiện khác phù hợp với cuộc sống của chúng ta, hàm lượng oxy trong khí quyển của hệ sinh thái hành tinh Trái đất cũng là kết quả của hoạt động sống tự nhiên và phối hợp của các loài sinh vật. Oxy đã tích lũy dần trong khí quyển và hiện tại nó chiếm đến 21%, bởi vì quá trình quang hợp giải phóng vào khí quyển hai phần ba lượng oxy có trong các phân tử nước và carbon dioxide mà nó sử dụng, kết hợp với năng lượng mặt trời để tạo ra thực phẩm.

Vì vậy, các sinh vật sống có thể sử dụng năng lượng mặt trời, được lưu trữ trong phân tử mà carbon dioxide và nước kết hợp lại với nhau, sự kết hợp này bị phá vỡ trong quá trình hô hấp.
Các động mạch và tĩnh mạch rất mỏng của phổi cho phép trao đổi carbon dioxide thải ra trong quá trình hô hấp tế bào để lấy oxy hít vào qua hệ hô hấp.

Năng lượng mặt trời được thực vật hoặc tảo hấp thụ và lưu trữ trong thực phẩm, đối với loài người, năng lượng lưu trữ trong gỗ để lấy hơi đầu máy và trong dầu hoặc rượu, hoặc gần đây hơn là trong các loại pin, trong trường hợp ô tô.
Hơi thở sử dụng một lượng oxy bằng với lượng được giải phóng qua quá trình quang hợp.
Do đó, rừng trưởng thành có thể không phải là nhà sản xuất oxy khi một lượng tương đương được tạo ra bởi quá trình quang hợp trong lá cây được tiêu thụ bởi sự hô hấp của tất cả sinh vật sống trong rừng.

Trong lịch sử sự sống trên Trái đất, một phần thức ăn được tạo ra từ quá trình quang hợp  vẫn được giữ lại mà không bị phân tách thông qua hô hấp tế bào. Đây là một phần trong cơ thể của sinh vật sống, khi chúng chết nó trở thành một phần của đất hoặc được chuyển hóa thành dầu, than và các sản phẩm tự nhiên khác. Do đó, tổng quang hợp lớn hơn tổng hô hấp. Phần lớn hơn đó đã tích lũy tạo nên 21% oxy có trong bầu khí quyển của Trái đất và tạo nên oxy có trong chất khác, như trong sắt, hoặc luôn tồn tại trong đất.

Oxy còn có chức năng giải phóng năng lượng mặt trời chứa trong thực phẩm, bởi vì nó có khả năng liên kết tuyệt vời với các chất khác. Do đó, nếu toàn bộ hệ sinh thái trên trái đất đột ngột chết đi, hàm lượng oxy tự do trong khí quyển sẽ nhanh chóng trở về mức 0%. Điều này sẽ xảy ra vì oxy kết hợp với các vật chất hữu cơ chết và với các chất như sắt. Một phần lớn sắt trong đất đã bị oxy hóa do quá trình quang hợp. Tuy nhiên, nhờ có các hoạt động liên tục của vi khuẩn, chúng đã làm tan rã sự kết hợp giữa sắt và oxy, giúp cho việc duy trì một lượng lớn sắt không bị oxy hóa trong đất.

Nếu không có hoạt động của các vi khuẩn hay không có hoạt động nào thay thế cho quang hợp, 21% oxy trong khí quyển sẽ không còn khi chúng kết hợp với sắt, các nguyên tố khác và chất hữu cơ, trả lại khí quyển carbon dioxide và nước đã được hợp nhất trước đó trong quá trình quang hợp.
Thông qua các hoạt động của toàn bộ sinh vật sống trên Trái đất, với nhiều hoạt động vô cùng khác biệt và phối kết hợp, hệ sinh thái Trái đất duy trì chính xác mức 21% oxy trong không khí.

Chỉ cần tăng thêm 1% khả năng xảy ra hỏa hoạn sẽ tăng gấp đôi và nếu tỷ lệ này là 25%, việc giải phóng năng lượng mặt trời chứa trong thực phẩm diễn ra dễ dàng đến mức ngay cả những chiếc lá tươi xanh cũng sẽ bốc cháy nhanh chóng. Còn nếu tỷ lệ này thấp hơn nhiều, chúng ta sẽ gặp nhiều khó khăn trong việc lấy năng lượng sống cần thiết từ thực phẩm. Với mức 15% oxy trong khí quyển, lửa sẽ là điều không tưởng.
Trích trong Agroforesting the World Namaste do team Vườn rừng sinh thái - Permaculture biên dịch sang tiếng Việt


Chia sẻ bài viết

Author:

Mong rằng những bài viết được viết và tổng hợp trên blog này sẽ cung cấp những thông tin hữu ích đến bạn. Chúc một ngày vui vẻ !

0 comments: