Поговорим о дыхании. Дар, который мы не ценим - [15]

Греческий философ Анаксимен (585–525 гг. до н. э.) считал, что воздух — первичная материя, из которой возникло всё. Также в античности на эту роль претендовали вода и огонь. Решением дилеммы стало учение о четырех элементах философа Эмпедокла (495–444 гг. до н. э.). Согласно ему, всё сущее состоит из четырех стихий: воздуха, огня, земли и воды. Точка зрения, которая продержалась на удивление долго и обладала влиянием в разных сферах, не исключая и медицину. Лишь в XVII веке распрощались с идеей, что воздух является элементом. Сегодня мы знаем: воздух — это материя. Смесь газов, частицы которого беспрестанно движутся со скоростью около четырехсот метров в секунду и тем не менее держатся на довольно большом расстоянии друг от друга. Проще говоря, у них много воздуха. Так что наша ассоциация воздуха со свободой не так уж и неверна. Иногда частицы всё-таки случайно сталкиваются и отскакивают, как электромобильчики на картинге. И чем чаще происходят столкновения, тем выше атмосферное давление.

Вдыхаемый нами воздух более чем на три четверти состоит из азота (N) и примерно на пятую часть из кислорода (O₂). Около одного процента составляют аргон (Ar) и следы других инертных газов. Окись углерода (CO), диоксид серы (SO₂) или оксид азота (NO) свидетельствуют о загрязнении воздуха, будь тому причиной дизельный двигатель, горящий в камине брикет или ТЭЦ. Однако, если у нас «скребет в горле», виноваты не они. Это неприятное ощущение возникает, когда в воздухе недостаточно водяного пара. Влажность менее двадцати процентов вызывает проблемы. Комфортной для нас является влажность от сорока до шестидесяти процентов. При влажности воздуха свыше этого большинство начинает сильно потеть. В воздухе, которым мы дышим, присутствуют аэрозоли, смеси газов, жидкие и твердые частицы, а также органические вещества: пыльца, водоросли, споры грибов, вирусы. Неорганические соединения испаряются морями и океанами, извергаются вулканами, выбрасываются трущимися об асфальт автомобильными покрышками. И всё это мы втягиваем в легкие ради малой толики кислорода, — как если бы, желая лишь изюминку, съедали коробку мюсли.

Газы расширяются, насколько позволяет пространство. Состав воздуха в атмосфере на высоте ниже двадцати километров примерно одинаков по всей планете, разве что с незначительными колебаниями в региональных и часовых рамках. В ночное время сгущается выдыхаемый животными и людьми углекислый газ. С первыми лучами солнца пробуждается всё зеленое. Деревья на бульваре, тростник, газон футбольного поля и даже фикус в офисе начинают своими устьицами — порами на поверхности листьев — вытягивать из воздуха углекислый газ, а в окружающую среду перекачивать кислород. Например, полуторавековой бук за день фильтрует своими восемьюдесятью тысячами листьев свыше двадцати четырех килограммов диоксида; столько же выбрасывает малолитражка на ста пятидесяти километрах. Но его листья поглощают еще и аэрозоль из истираемой резины, и бактерии. Одиннадцатью тысячами литров выделяемого кислорода наш бук может обеспечить целую классную комнату. Кроме того, он увлажняет воздух, «выдыхая» до пятисот литров воды в день. Именно эта эвапотранспирация, или суммарное испарение, делает древесную тень столь приятно прохладной. С заходом солнца фотосинтезу приходит конец. Растения теперь тоже переключаются на дыхание кислородом, как люди и животные, — пока утром не начнется новый цикл.

Похожее происходит и с временами года. Весною в Северном полушарии всё всходит и распускается — и появляется больше кислорода для каждой твари. Сезонные колебания содержания кислорода в атмосфере над большими городами достигают десяти процентов. Осенью шуршание палых листьев под ногами знаменует разложение. Хороший аргумент, если нет желания выходить на прогулку: «Подумай, сколько углекислого газа сейчас в лесной подстилке!» Кхе, кхе! На самом деле разницы никакой. Теперь в работу вступает Южное полушарие. Суши там, конечно, меньше, зато много лесов, которые поставляют нам изрядную долю кислорода. Однако самым мощным производителем кислорода на Земле являются крохи, обитающие в морях и океанах: одноклеточные прохлорококки. В каждой капле воды содержатся миллионы этих цианобактерий. Им и другим морским организмам мы обязаны семьюдесятью процентами нашего кислорода. На съемках со спутников NASA к западу от пролива Дрейка виден растянувшийся на тысячу километров зеленый ковер фитопланктона — водорослей и цианобактерий. Там, между южной оконечностью Южной Америки и северной Антарктического полуострова, океан похож на джакузи. Океанические течения и постоянные западные ветра взвихривают и развевают на все стороны света то, что отдают микроорганизмы: кислород для всех.

КИСЛОРОД — 21 %

Кислород — наиболее часто встречающийся элемент на Земле. Он обеспечивает рост и развитие, он жизненно важный ресурс. В атмосфере нет более драгоценных для нас молекул. Без кислорода не могли бы осуществляться многие реакции — среди газов он нечто вроде зачинщика, вмешивается во всё подряд.

Половина всех атомов в земной коре — атомы кислорода, они присутствуют почти во всех минералах. В атмосфере он фигурирует в виде двухатомной молекулы (O