• Мнения
  • |
  • Обсуждения
Николай Аблесимов Грандмастер

Откуда на Земле кислород и какова природа зрения? Фотохимия

Четыре миллиарда лет назад атмосфера Земли не содержала свободного кислорода, он находился только в составе оксидов. Насыщение атмосферы Земли кислородом началось, когда начала вымирать группа метанообразующих бактерий. Это произошло 2,7 миллиарда лет назад.

Elenamiv Shutterstock.com

При этом сине-зеленые водоросли, выделяющие кислород, продолжили свою жизнедеятельность. Толчком к этому событию стало снижение содержания никеля на Земле, необходимого для жизнедеятельности метанообразующих бактерий. Затем с появлением зеленых растений с дело вступил фотосинтез.

Фотохимия — наука о химических превращениях веществ под действием электромагнитного излучения — ближнего ультрафиолетового (с длиной волны 100−400 нм), видимого (400−800 нм) и ближнего инфракрасного (0,8−1,5 мкм). Практическая фотохимия — фотография (важнейшее достижение фотохимии — изобретение фотографии, основанной на фотохимическом разложении галогенидов серебра); изготовление печатных форм и микросхем методами фотолитографии; фотохимический синтез (производство капролактама, синтез витаминов группы D); модификацией полимерных материалов (фотополимеризация, фотомодификация и фотодеструкция полимеров); преобразованием солнечной энергии в химическую.

Самым значимым для Земли природным фотохимическим является фотосинтез — превращение зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами энергии солнца в энергию химических связей органических веществ. При поглощении фотона происходит реакция:

hu
nCO2 + nH2O = [CH2O]n +nO2

Ежегодно в результате фотосинтеза на земле образуется 150 млрд. тонн органического вещества, усваивается 300 млрд. тонн СО2 и выделяется 200 млрд. тонн О2.

Подавляющую часть информации об окружающем мире человек и большинство животных получают посредством зрения, основанного на фотоизомеризации родопсина или зрительного пурпура в палочках и йодопсина в колбочках, которая запускает цепь ферментативных процессов усиления сигнала и тем самым обеспечивает чрезвычайно высокую чувствительность вплоть до регистрации отдельных фотонов. Так как зрительный нерв имеет разветвления по всей поверхности сетчатки, то характер раздражения зависит от того, в каких местах сетчатки произошло фотохимическое разложение. Поэтому раздражение зрительного нерва позволяет судить о характере изображения на сетчатке и, следовательно, о картине во внешнем пространстве, которая является источником этого изображения.

Озон образуется в верхних слоях атмосферы из кислорода под действием коротковолнового (180 нм) излучения Солнца. Он поглощает излучение Солнца в области 200−300 нм, губительно действующее на живые организмы.

Центр фотохимии РАН (ЦФРАН, Москва) работает в формирующейся области науки на границе между физикой и химией — фотоника супрамолекулярных наноразмерных структур.

Фундаментальные исследования Центра направлены на синтез новых химических соединений, способных образовывать супрамолекулярные структуры, создание супрамолекулярных комплексов и ансамблей, супрамолекулярных нано-, микро- и макрокристаллов, исследование строения, линейных и нелинейных оптических и фотохимических свойств этих систем, установление связи между строением супрамолекулярных структур и их оптическими и фотохимическими свойствами.

Можно почитать: Комиссаров Г. Г. Фотосинтез: физико-химический подход. М.: Едиториал УРСС, 2003.

Статья опубликована в выпуске 2.09.2012
Обновлено 21.01.2022

Комментарии (12):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

Мы собираем файлы cookie и применяем Яндекс.Метрику.Подробнее×

Этот сайт использует сервис веб-аналитики Яндекс Метрика, предоставляемый компанией ООО «ЯНДЕКС», 119021, Россия, Москва, ул. Л. Толстого, 16 (далее — Яндекс)

Сервис Яндекс Метрика использует технологию «cookie».

Собранная при помощи cookie информация не может идентифицировать вас, однако может помочь нам улучшить работу нашего сайта. Информация об использовании вами данного сайта, будет передаваться и храниться на сервере Яндекса в Российской Федерации. Яндекс будет обрабатывать эту информацию с целью анализа пользовательской активности.

Вы можете отказаться от использования cookies, выбрав соответствующие настройки в браузере. Используя этот сайт, вы соглашаетесь на обработку данных о вас Яндексом в порядке и целях, указанных выше.