Η Κοσμοχημεία, η Γεωχημεία και η «επιστημονική» διάσταση του Οξυγόνου.

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Η Κοσμοχημεία, η Γεωχημεία και η «επιστημονική» διάσταση του Οξυγόνου."

Δωρίς Μεταξάς
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Life It s a Gas! Gas! Gas? Is that the Question? Η Κοσμοχημεία, η Γεωχημεία και η «επιστημονική» διάσταση του Οξυγόνου. Παύλος Μεγαλοβασίλης Γεωλόγος Γεωχημικός MSc,PhD 1

2 2

3 3

4 A few Martian english A planet without oxygen? Yes, Mars. Our nearest planetary neighbour was probably once a water world too. But it lacked a vital ingredient: a protective shield of ozone derived from oxygen. Mars: Without an ozone layer, the sun s rays slowly atomised the Martian water. The hydrogen floated off into space while the oxygen oxidised the iron-rich Martian topsoil, turning it rust-red Earth s Oxygen: Photosynthesis by itself was not enough, It was a complex dance between geology and biology. Graham Shields geochemist at University College London. 4

5 A bit of Ο - Cosmochemistry 5

6 6

7 Big Bang in 1 minute, please? Space> 10 60, Time <1 sec => 10 billions, few minutes=> 1 million degrees Plasma: electrons, hydrogen, helium ions. Electrons block photons 7

8 8

9 9

10 10

11 11

12 12

13 13

14 14

15 15

16 Oxygen in Stars and on Earth RED GIANTS triple-alpha process 16

17 17

18 Φωτογραφία από την 1 η Τούρτα Γενεθλίων της Γης Betelgeusian Space Traveler (see Douglas Adams HHGTTG 1979) 18

19 19

20 Πλανητικές ατμόσφαιρες Εν Συντομία. 20

21 21

22 22

23 23

24 ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΕΤΕ ΤΟΝ Μ101, Pinwheel Galaxy? 24

25 25

26 26

27 very very very far away 27

28 28

29 29

30 29 Oct 2015 at 07:29 Discovery of molecular oxygen on Comet 67P/Churyumov Gerasimenko. O 2 detected in the thin cloud of stuff surrounding the comet It's not really supposed to be there After billions of years, most of the molecular oxygen was expected to have reacted with hydrogen to form water. The fact that the oxygen has survived suggests the comet and probably other bodies in the solar system must have formed so gently that it never became hot enough to spark oxygen reactions. Decided to monitor it rather than announcing it immediately. 30

31 31

32 Data collected between September 2014 and March 2015 Oxygen is plentiful it's the third most abundant element in the universe And highly reactive, usually bound to other atoms and molecules or with itself, as O 3, ozone. O 2 made up 3.8 % of the cloud surrounding 67P, an order of magnitude greater than expected. Kathrin Altwegg of the University of Bern put it in the ESA's "Even though it must have been incorporated into the comet during its formation, this is not so easily explained by current Solar System formation models. Oxygen can be released from more complex molecules under bombardment from photons or electrons, that kind of process would have been observable, since the amount of oxygen the spectrometer spotted would change depending on which bit of the comet was lit by the sun Since the concentration of O 2 doesn't vary with 67P's orientation, University of Michigan physicist André Bieler: (Discovery) that it must be "present in the whole bodyand 67P must have captured its molecular oxygen billions of years ago when it first formed. (Nature) "We think this result is of interest beyond the cometary community," because it demands a rethink of models of solar system formation Primordial oxygen is so unusual that "solid O 2 has not yet been detected in interstellar ices." 32

33 33

34 34

35 ?????? 35

36 Idiotites NOT for Idiots 36

37 Light sky-blue color caused by absorption in the red In contrast with the blue color of the sky, which is due to Rayleigh scattering of blue light 37

38 Πω πω ιδιότητες!!! 38

39 39

40 Oxygen Forms 40

41 Ozone Gas Factory 41

42 UNIVERSE EARTH 42

43 43

44 Η σπουδαιότητα του Ο Διαμορφώνει ουσιαστικά τον Περιοδικό Πίνακα των χημικών στοιχείων 92 στοιχεία υπάρχουν φυσικά 80 υπάρχουν ως θετικά φορτισμένες οντότητες: Κατιόντα Κ + 18 υπάρχουν ως αρνητικά

44 44 Η σπουδαιότητα του Ο Διαμορφώνει ουσιαστικά τον Περιοδικό Πίνακα των χημικών στοιχείων 92 στοιχεία υπάρχουν φυσικά 80 υπάρχουν ως θετικά φορτισμένες οντότητες: Κατιόντα Κ + 18 υπάρχουν ως αρνητικά φορτισμένες οντότητες: Ανιόντα Α - Μεγάλη Αριθμητική Ανισορροπία ανάμεσα: Στα στοιχεία που τους κλέβουν e - και αποκτούν θετικό φορτίο Και του αντίθετου χαρακτήρα στοιχεία που είναι κλέφτες e - και αποκτούν αρνητικό φορτίο Μεγάλη ποσοτική Ανισορροπία: Τα κατιόντα έχουν συχνά θετικά φορτία έως και 6+ (S 6+ H 2 SO 4 ), μέχρι και 7 + (π.χ. Cl 7+ perchlorate). Αντίθετα τα πιο αρνητικά φορτία που παρατηρούνται είναι: 2 - π.χ. O 2-, S 2- Και το μεγαλύτερο αρνητικό φορτίου είναι 4-, π.χ. C 4- στα Καρβίδια Συμπέρασμα: Τα στοιχεία που τους κλέβουν ηλεκτρόνια είναι πάρα πολλά!! Αλλά και σε μερικά το κλέψιμο πάει.σύννεφο!!!

CSI Ποιος είναι ο μεγαλύτερος κλέφτης e - Ποιος σκούπισε και συμμάζεψε όλα αυτά τα ηλεκτρόνια του Π.Π.; Φυσικά το: ΟΞΥΓΟΝΟ Με τα περισσότερα από τα μισά άτομα στο εξωγενές σύστημα της Γης Παραμένοντας πανέτοιμο να κλέψει 2 ηλεκτρόνια από τα περισσότερα στοιχεία.

45 CSI Ποιος είναι ο μεγαλύτερος κλέφτης e - Ποιος σκούπισε και συμμάζεψε όλα αυτά τα ηλεκτρόνια του Π.Π.; Φυσικά το: ΟΞΥΓΟΝΟ Με τα περισσότερα από τα μισά άτομα στο εξωγενές σύστημα της Γης Παραμένοντας πανέτοιμο να κλέψει 2 ηλεκτρόνια από τα περισσότερα στοιχεία. Αποτελεί «δυσανάλογα σπουδαία» πηγή «καταβύθισης» ηλεκτρονίων σε όλο το εύρος της Χημείας της Γης (Γεωχημείας) 45

+++Η σπουδαιότητα του Ο Είναι το στοιχείο με τη μεγαλύτερη συγκέντρωση στο φλοιό της Γης. 46.3 % κατά βάρος 60.2 % molar 94.2 %. Κατ όγκον Τα περισσότερα Ορυκτά εμπεριέχουν Ο.

46 +++Η σπουδαιότητα του Ο Είναι το στοιχείο με τη μεγαλύτερη συγκέντρωση στο φλοιό της Γης % κατά βάρος 60.2 % molar 94.2 %. Κατ όγκον Τα περισσότερα Ορυκτά εμπεριέχουν Ο. Όξείδια ή Οξυ-άλατα: Πυριτικά, Ανθρακικά, Θειϊκά Ο όρος Διαλυτότητα σημαίνει υδατοδιαλυτότητα» στο H 2 O", Οξυγονούχο Υγρό που κυριαρχεί στον πλανήτη Τα «Σκληρά Κατιόντα» κάνουν εύκολα δεσμούς με το O 2- που είναι το πιο διαθέσιμο αρνητικό άτομο στη Γη. Τα «Μαλακά κατιόντα» δημιουργούν ασθενείς ή ισχυρούς δεσμούς με το O 2-46

47 Στη Γεωχημική Γλώσσα όταν λέμε: Ένα κατιόν ενσωματώνεται σε 6 απλή δομή => εννοούμε σε εξαπλή δομή με το Ο 2- Ένα κατιόν δημιουργεί ασθενείς ή ισχυρούς δεσμούς => εννοούμε με το Ο 2- Επειδή σκεφτόμαστε τα Πυριτικά, τα Οξυάλατα ή τα Οξείδια Τον όρο διαλυτότητα τον εννοούμε σε σχέση με τον νερό (εμπεριέχει οξυγόνο) και όχι άλλου διαλύτες που ίσως σκέφτονται οι χημικοί Είναι όχι μόνο άφθονο στη φύση αλλά μοναδικό!!! Τα Ανιόντα της 17 Ομάδας VIIA: F -, Cl -, Br -, I - δημιουργούν αλογονούχα άλατα με παρεμφερείς ιδιότητες Τα Ανιόντα 15 Ομάδας VA: N 3-, P 3-, As 3-, Sb 3- δημιουργούν ενώσεις με παρεμφερείς ιδιότητες Τα ανιόντα 16 Ομάδας VIA: O 2- S 2-, Se 2 -, Te 2- ιδιότητες σε αναλογία ΕΚΤΟΣ ΤΩΝ ΟΞΕΙΔΙΩΝ 47

48 48

49 49

50 50

51 51

52 52

53 1.Εξαιρετικά άφθονο Ανακεφαλαιώνοντας 2. Καθορίζει την Οξειδοαναγωή (ονοματίζοντας) 3. Πάντα διαθέσιμο να δημιουργήσει δεσμούς 4. Μοναδικές ιδιότητες σχετικά με την ομάδα του στο Π.Π. Δημιουργεί το «Γεωχημικό Υπόβαθρο» σε όλες τις Γεωεπιστήμες παίζοντας τεράστιο ρόλο στην Ορυκτολογία και τη Γεωχημεία του Πλανήτη μας. 53

54 It s a Man s man s world (James Brown) 54

55 But one Man published: Joseph Priestley 55

56 Young age...old age 56

57 57

"It's A Man's, Man's, Man's World" This is a man's world This is a man's world But it would be nothing, nothing Without a woman or a girl [Verse 1:] You see, man made the car To take us over the road

58 "It's A Man's, Man's, Man's World" This is a man's world This is a man's world But it would be nothing, nothing Without a woman or a girl [Verse 1:] You see, man made the car To take us over the road Man made the train To carry the heavy load Man made the electrolight To take us out of the dark Man made the boat for the water Like Noah made The Ark This is a man's, man's, man's world But it would be nothing, nothing Without a woman or a girl 58

59 59

Cyanobacteria first made an appearance in Earth s oceans around 2.7 billion years ago 1 st Hypothesis Oxygen s first chemical mission was to oxidise all the Fe and compounds like H 2 S in the oceans.

60 Cyanobacteria first made an appearance in Earth s oceans around 2.7 billion years ago 1 st Hypothesis Oxygen s first chemical mission was to oxidise all the Fe and compounds like H 2 S in the oceans. Only after that was it free to escape into the atmosphere 2 ond Hypothesis 1. Gases CH 4, H 2 S from volcanoes reacted with the first free oxygen to form CO 2, SO x and removed oxygen 2. Earth cooled, volcano activity lowered, gases reducing oxygen much less, and oxidized rocks from cyanobacteria recycled. A 300 million years event!!! (Holland H. Harvard Uni: Geochimica et Cosmochimica Acta, vol 73, p 5241) 60

61 8848 m 33% m 4348 m 3417 m 2421 m 1609 m 61

62 62

63 Γεωχημικός Κύκλος Ο Fluxes is in Tmol/yr (10 12 mol) (after Catling & Claire, 2005). Κύρια πηγή οξυγόνου στην ατμόσφαιρα η αποσύνθεση οργανικού άνθρακα και Σιδηροπυρίτη Οξυγόνο χάνεται κατά την αποσάθρωση του ηπειρωτικού φλοιού και μέσω αντίδρασης με αναγωγικά αέρια από τα βαθύτερα στρώματα στη γη (CH 4, NH 4, H 2 S) 63

64 64

65 65

66 66

67 67

68 68

69 69

70 How many years an Ocean is recording 70

71 71

72 72

73 73

74 74

75 75

76 76

77 77

78 78

79 79

80 Οξυγόνο..μέσα μας!!! 80

81 81

82 82

83 83

84 1996: From Canada to USA, UK, Australia etc. 1 το λεπτό αλλά 20 λεπτά maximum 84

85 With flavors: Lavender, Mint. etc 85

86 86

87 Η Συμβολή του Ο 3 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ 87

88 Τι κοινό υπάρχει σε: ΠΡΟΙΟΝ ΥΨΗΛΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ? 88

89 ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΟΛΥ ΥΨΗΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ? 89

90 Και εσάς; ΤΟ ΚΟΙΝΟ ΤΟΥ ΩΡΙΩΝΑ? 90

91 Απλά: Χωρίς Οξυγόνο ΔΕΝ ΘΑ ΥΠΗΡΧΑΝ όλα αυτά και όλοι μας!!!! 91

92 Life is like Oxygen. You get TOO MUCH you get TOO HIGH [Sweets] It s a gas! gas! gas! (Jumping Jack Flash-Rolling Stones) 92

Σχετικά έγγραφα

derivation of the Laplacian from rectangular to spherical coordinates

derivation of the Laplacian from rectangular to spherical coordinates swapnizzle 03-03- :5:43 We begin by recognizing the familiar conversion from rectangular to spherical coordinates (note that φ is used