การสังเคราะห์ด้วยแสงส่งผลต่อบรรยากาศของโลกอย่างไร?

ในการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะดูดซับและปล่อยก๊าซในชั้นบรรยากาศอย่างต่อเนื่องในลักษณะที่สร้างน้ำตาลเป็นอาหาร คาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในเซลล์ของพืช ออกซิเจนออกมา หากปราศจากแสงแดดและพืช โลกจะกลายเป็นสถานที่ที่ไม่เอื้ออำนวยซึ่งไม่สามารถรองรับสัตว์และมนุษย์ที่หายใจด้วยอากาศได้

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

การสังเคราะห์ด้วยแสงจะนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากบรรยากาศและนำออกซิเจนเข้าไป

ชั้นบรรยากาศแบ่งออกเป็นชั้นต่างๆ หลายชั้น แต่ละชั้นมีองค์ประกอบและลักษณะทางกายภาพต่างกันเล็กน้อย สิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาทั้งหมดอาศัยอยู่ในชั้นบรรยากาศต่ำสุด คือ โทรโพสเฟียร์ ซึ่งขยายจากระดับพื้นดินถึงระหว่าง 9 กิโลเมตร (5.6 ไมล์) ถึง 17 กิโลเมตร (10.6 ไมล์) ชั้นโทรโพสเฟียร์ประกอบด้วยไนโตรเจน ออกซิเจน อาร์กอน และคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนใหญ่ การสังเคราะห์ด้วยแสงช่วยควบคุมปริมาณออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ

พืชส่วนใหญ่และแบคทีเรียพิเศษบางชนิดทำการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งมีสมการทางเคมีดังนี้

คาร์บอนไดออกไซด์ + น้ำ = กลูโคส + ออกซิเจน

คลอโรฟิลล์ซึ่งเป็นโมเลกุลที่พบในใบพืชมีความสำคัญต่อการสังเคราะห์แสง โมเลกุลนี้จับพลังงานจากแสงแดดและทำให้ปฏิกิริยาการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นได้ อนุสัญญาระบุว่าไม่ควรเขียนคลอโรฟิลล์และแสงแดดที่ด้านใดด้านหนึ่งของสมการ แต่คุณสามารถนึกถึงคลอโรฟิลล์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แสงแดดเพื่อเร่งปฏิกิริยา

ชั้นบรรยากาศของโลกยุคแรกซึ่งแตกต่างอย่างมากจากปัจจุบัน ประกอบด้วยไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และแอมโมเนีย จนกระทั่งวิวัฒนาการของไซยาโนแบคทีเรีย (แบคทีเรียสังเคราะห์แสง) ออกซิเจนถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ กว่าพันล้านปี การสังเคราะห์ด้วยแสงทำให้ออกซิเจนในบรรยากาศเพิ่มขึ้น ทุกวันนี้ ออกซิเจนเป็นส่วนประกอบประมาณ 21 เปอร์เซ็นต์ของบรรยากาศ และเป็นความสมดุลที่ซับซ้อนระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงกับการหายใจที่ทำให้ระดับออกซิเจนคงที่

ก๊าซเรือนกระจกดูดซับรังสีจากดวงอาทิตย์และรักษาอุณหภูมิของโลก คาร์บอนไดออกไซด์เป็นหนึ่งในก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญที่สุดในชั้นบรรยากาศ และการเพิ่มขึ้นของ CO2 มีแนวโน้มว่าจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิโลก สิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์ด้วยแสงมีบทบาทสำคัญในการช่วยรักษาระดับคาร์บอนไดออกไซด์ให้คงที่ ซึ่งช่วยรักษาอุณหภูมิของโลกไว้ได้ นับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม มนุษยชาติได้สูบฉีดคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากสู่ชั้นบรรยากาศผ่านการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล สิ่งนี้ได้เพิ่มผลกระทบจากภาวะเรือนกระจก ซึ่งคาดว่าจะทำให้อุณหภูมิโลกเพิ่มขึ้น 2 ถึง 3 องศาเซลเซียส (3.6 ถึง 5.4 องศาฟาเรนไฮต์) ในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า