Vytautas PELAKAUSKAS
Biochemikas

Biologinė atmosferos deguonies kilmė

Šiandien mokslininkai sutaria, kad formuojantis palankioms gyvybei atsirasti sąlygoms, Žemės atmosferoje deguonies nebuvo ir būti negalėjo: jo vietą užėmė anglies dioksidas.

Deguonis atmosferoje atsirado tik dėl gyvų organizmų veiklos: fotosintezės ar chemosintezės (angliavandenių sintezės iš anglies dioksido ir vandens, atpalaiduojant deguonį) – ir išliko atmosferoje tik todėl, kad dalis gyvosios masės nesuiro (nesioksidavo), bet virto nafta, dujomis ir akmens anglimi. Pirmajame etape gyvybė buvo tik gaminanti, bet ne skaidanti. Deguonį gaminančios melsvabakterės mirę kaupėsi pirmykščio vandenyno dugne, vėliau užslėgtos uolienų erozijos nešmenimis per milijonus metų virto nafta ir dujomis. Vėlesniais evoliucijos periodais, ypač karbono, deguonies kiekį padidino sausumoje augusių drėgnųjų miškų milžiniškų paparčių bei asiūklių anglėjimas: skaidytojai tiesiog neįveikdavo į konservuojančias pelkes griūvančių milžiniškų asiūklių ir paparčių kamienų.
Galime vienareikšmiškai teigti, kad laisvas deguonis pasiliko ir kaupėsi atmosferoje tik todėl, kad dalis gyvosios biomasės nebuvo suskaidyta (oksiduota išskirtu deguonimi) ir užsikonservavo akmens anglies, dujų, naftos, durpių kloduose. Jei Žemės gyslomis netekėtų juodasis kraujas – jos nejuostų ir deguonies aura. Eikvodami tą kraują, kartu ardome ir aurą.
Šiuo metu Žemės atmosferoje yra apytiksliai 1015 tonų laisvo (O2) biologinės kilmės deguonies, o Žemės gelmėse ir paviršiuje atitinkamai sukaupta apie 2,8 x 1014 tonų redukuotos biologinės kilmės anglies (įskaitant ir 0,05 % anglies gyvojoje biomasėje). Galima apskaičiuoti, kad Gamta deguonį iki dabartinės koncentracijos atmosferoje gamino labai lėtai: vidutiniškai po 1000 tonų per dieną, o mes, degindami iškastinį kurą, negrįžtamai sunaikiname apie 60 milijonų tonų deguonies per dieną. Mes deguonies išteklius eikvojame mažiausiai 60 tūkstančių kartų greičiau negu Gamta pajėgi juos atstatyti.

Ar gali miškai atkurti atmosferos deguonį?

Kiekvienas iškastinio kuro – anglies, naftos, dujų ar jų produktų – kilogramas degdamas sunaikina vidutiniškai 3 kilogramus gryno deguonies. Tiek deguonies yra lygiai 10-yje kubinių metrų oro ir jis sunaikinamas, deja, negrįžtamai.
Miškai nėra deguonies fabrikai, jei tokiais būtų – ore deguonies vis daugėtų ir daugėtų. Medis ar bet kuris kitas žalias augalas ir dumblis gyvendamas išskiria tik tiek deguonies, kiek vėliau supūdamas, sudeginamas ar kitu būdu suskaidomas sunaudoja. Todėl naivu tikėtis, kad atmosferos deguonį gali atstatyti žalieji augalai. Netgi užsodinus visą sausumą amžinai žaliuojančiomis giriomis ir po šimto metų šioms pasiekus brandą, pasirodytų, kad būtų atkurta tik tiek deguonies, kiek jos dabar sunaikinama per 15 metų. Tuo miško funkcija atstatant egzistavusį deguonies/anglies dioksido balansą ir baigtųsi, nes subrendusiuose miškuose nusistovėtų augimo/puvimo pusiausvyra.
Miškas gelbsti Žemę visai nuo kitų negandų: kaupdamas drėgmę, apsaugo žemę nuo sausrų ir dirvų erozijos, sulaiko, absorbuoja daugelį žmogaus veiklos teršalų, be to, yra daugelio retų gyvūnų bei augalų rūšių namai, tačiau miškas yra bejėgis sustabdyti žmogaus vartojamo iškastinio kuro sukeltas problemas, bejėgis atstatyti buvusį deguonies kiekį. Deja, netgi rimtuose gamtosauginiuose straipsniuose, kalbančiuose apie miškų kirtimo žalą, dažnai kartojama esminė klaida, neva Amazonės džiunglės ar Rusijos miškai yra pasaulio plaučiai, absorbuojantys anglies dioksidą ir atstatantys atmosferoje buvusį deguonies kiekį. Gaila, bet taip nėra. Miškai gamina tik apykaitinį deguonį, kurio dalis dar tais pačiais metais pūvant lapams vėl sujungiama į anglies dioksidą. Kauptis atmosferoje deguonis gali tik tuo atveju, jei fotosintezės biomasė užkonservuojama durpių ar kitu (akmens anglies, naftos, dujų) pavidalu.
Atstatyti buvusio deguonies kiekio atmosferoje nepajėgs nei miškai net per tūkstančius metų, nei genetiškai modifikuoti dumbliai (nebent jie būtų biologiškai nesuskaidomi, bet tai sukeltų dar rimtesnes problemas), nei jokios kitos modernios biotechnologijos. XIX-ojo amžiaus pradžios – prieš įvykstant pramonės revoliucijai – atmosferos sudėtį gali atkurti tik pati Gamta, bet, deja, tik per milijonus metų.
Šiandien mes jau gyvename tokioje deguonies/anglies dioksido atmosferoje, kokia gaubė Žemę prieš 2–5 mln. metų, t. y. maždaug tuo laiku, kai Arkties vandenynas palaipsniui tapo Ledinuotuoju, o Antarktidą baigė kaustyti netirpstantys ledynai. Kai nuo XIX-ojo amžiaus pradžioje buvusios atmosferos sudėties nutolsime į praeitį 10–20 mln. metų (o tai atsitiks maždaug per 100–200 metų) – ištirps paskutiniai ledynai mūsų planetoje, o vandenyno lygis pakils mažiausiai 40 metrų.
Gyvensime pasaulyje, kurio oras mažai kuo skirsis nuo to, kuriuo kvėpavo dinozaurai; jų eroje – mezozojuje – dėl gana didelės anglies dioksido koncentracijos atmosferoje sniegas net Antarktidoje būdavęs tik sezoninis svečias žiemos metu, vasarą jis ištirpdavo.

Žalioji Lietuva

2008 M. BALANDIS Nr. 7 (299)