Természettudományi Közlöny, XX. kötet, 222-ik füzet, 1888. februárius


KOSUTÁNY TAMÁS

A szén körútja a természetben

Mielôtt a szén körútjának leírásához kezdenék, elôször is magát a turistát, a szenet kell bemutatnom; s ez nem kis feladat. Olyan egyénnel van dolgunk, ki bámulatra méltó módon tudja magát álcázni úgy annyira, hogy gyakran csak az avatottabbak képesek ôt felfedezni s annyi mindenféle búvóhelye és rejtekútja van, hogy noha a természettudósok elszánt csapatja mikroszkóppal, kémlelô csôvel, ezernyi kémlelô szerrel, s a legcsodásabb készülékekkel lépten-nyomon üldözi, még korántsem volt képes az ô útjának minden zegét-zugát kikutatni.

Annyira azonban mégis vagyunk, hogy körutazásának fôbb állomásait már elég tüzetesen ismerjük. Tudjuk, hogy az a test, amelybôl csak egy verébtojásnyit milliókra becsülnek (gyémánt), anyagára nézve azonos azzal a testtel, amelybôl egy mázsányit 6070 kr-ért plombált zsákokban a házhoz hordanak Budapesten (kôszén), hogy a gyémánt, mely az üveget is metszi s köztudomás szerint is a legkeményebb test, azonos a grafittal is, mely gyenge nyomásra nyomot hagy a papíron...

Ilyen feltûnôen tudja alakját változtatni a szén, midôn chemiailag majdnem tisztán, tehát idegen anyagoktól teljesen elkülönítve állítjuk a tudomány ítélôszéke elé.

Hát még vegyületei! A szénnek a hidrogénnel, oxigénnel és nitrogénnel való vegyületei a mindennapi táplálékból sohasem hiányozhatnak; de ezeken kívül majd gyorshatású gyógyszert, majd halálos mérget alkotnak, egyszer felséges illatot, máskor orrcsavarintó bûzt terjesztenek; s azok a csillogó színek, melyek fôleg a szövetfestésben alkalmazván, melyek a virágoknak színpompájokat kölcsönzik, majdnem kivétel nélkül szénvegyületek; nincs növény, nincs állat, nincs ember, nincs szerves lény, melynek lényeges alkotó reszét a szén ne képezné. A szenet és vegyületeit megtaláljuk a föld alatt, a földszínén és a földfeletti levegôben, lépten-nyomon, úgyszólván mindenütt. Hatvan és egynehány elemet ismerünk s neki a szénnek ezek majd mindenikével van viszonya, mert, bár néha csak okkal-móddal, de mégis reá lehet bírni, hogy a legtöbb elemmel, ha csak ideig-óráig is, egyesüljön. Az összes elemek között azonban csak egyhez van igazi vonzódása, melynek kedvéért valamennyi többi elemet cserben hagyja, hogy ezzel egyesüljön ez az oxigén.

Rendes körülmények között a szén és oxigén egymás iránt a közönyös szerepét játsszák ugyan, s évszázadokig is ellehetnek egymás mellett anélkül, hogy kölcsönös vonzalmukat elárulnák, tehát anélkül, hogy egymással egyesülnének; de elegendô egyetlen szikra, hogy vonzódásuk felébredjen, s ôk oly hevesen egyesülnek, hogy egyesülésök tüzénél megolvad az arany, az ezüst, a kazánban felforr a víz és gôz alakjában terheket vontat, s ha a folyamat féket vesztett, megemészt mindent, mit útjában talál, míg végül a szén, vonzalma következtében, nemcsak képlegesen, de valójában is elég...

De térjünk vissza tárgyunkra, s fejtegessük a szénnek, illetve a szénvegyületeknek körútját a természetben.

Ha szenet égetek el egy palaczkban, a szén eltûnik a szemeink elôl, s egy színtelen, kissé savanykás ízû gáz keletkezik, mely a phenolphtaleint színteleníti és a kristálytiszta mészvizet megzavarja: ez a széndioxid...

A levegô chemiai összetétele, miként ismeretes, 79 rész nitrogén, 21 rész oxigén és 0,030,04 resz szénsav s változó mennyiségû vízpára. A nitrogénnek az a szerepe van, hogy az oxigénnek különben igen heves hatását mérsékli, az oxigén felhígítja, miként a víz az erôs bort. Amire a tisztelt hallgatóság becses figyelmét felhívni szándékozom, az fôleg a levegô oxigén- és szénsavtartalma...

De hát honnan kerül a levegôbe a szénsav?

Hogy a szénnek és a széntartalmú anyagoknak elégetésekor szénsav keletkezik, már elôbb említettem. Az elégô szén és a levegôben levô oxigén egymással egyesül, s ha elegendô oxigén jutott az elégô szénhez, széndioxid származik...

Minden, ami csak él, növény, ember, állat életében a levegôre, azaz a levegônek oxigénjére van utalva. Oxigén nélkül nincs növényi, nincs állati élet. Oxigéntôl mentes légkörben nemcsak a tûz alszik el, de elpusztul, megfullad az ember, az állat; nem csíráznak a növénymagvak s elvész a növény.

Mi szükségök lehet azonban a növényeknek, az állatoknak, az embernek a levegôre?

Vizsgáljuk csak a levegô chemiai összetételét a belélekzés elôtt és a kilehelés után. Egyszerû vizsgálat meggyôz bennünket, hogy a kilehelt levegô sokkal több, a vizsgálatok szerint mint egy százszor annyi szénsavat tartalmaz, mint a beszívás elôtt tartalmazott.

Különösnek tetszik talán azon állítás, hogy mi szénsavat lehelünk ki, melynek már nevénél fogva is savanyú ízûnek kellene lennie, holott mi ezen savanyú ízt nem érezzük. Ez az ellenvetés azonban nem jöhet tekintetbe, mert a chemikusoknak sokkal érzékenyebb kémszereik vannak az ember ízlelôszervénél...

Hogy tehát minden élô lény oxigént szív be és szénsavat lehel ki, azon nincs mit kételkedni.

A lélekzést s így az életet az égéssel kellett összehasonlítanunk, s az valójában nem is egyéb. Az ókornak alig van találóbb hasonlata, mint midôn a halált a kialudt gyertyával vagy a felfordított szövétnekkel jelképezi...

Honnan veszi az állati szervezet azt a szenet, melyet tüdeje közbenjárásával eléget, hogy az abból származó szénsavat kilehelje s az e közben keletkezô meleget teste állandó hômérsékletének fenntartására használja?

A szén testünkben és a táplálékban rejlik. Nincs szerves test, legyen az növényi vagy állati eredetû, mely szenet ne tartalmazna...

Egy felnôtt egyén naponként mintegy 889 liter oxigént s így évenként 324 485 liter oxigént változtat ugyanannyi liter szénsavvá és lehel bele a levegôbe; 100 kgr. szén teljes elégetésére 266 kgr. = 185 000 liter oxigén szükséges, miáltal 366 kgr. = 185 000 liter szénsav származik, mi ismét csak a levegôbe jut. Feltéve, hogy földünket csak 1000 millió ember lakja, csak mi emberek magunk 324 485 millió köbméter (á 1000 liter) oxigént vonunk el a levegôtôl s ugyanannyi szénsavat lehelünk bele. Ha most feltesszük, hogy az összes létezô állatok legalábbis szintén ugyanannyi oxigént vonnak el, mint az emberiség, hogy az emberek legtöbbjénél tûznél fôznek, sütnek, mi által ismét óriási mennyiségû oxigén vonatik el és szénsav kerül a levegôbe: nem méltán felmerülhet-e az a kérdés, képes lesz-e a levegô az ebbeli követeléseknek évszázadokon keresztül megfelelni, képes lesz-e élni az ember, az állat, lobogni a víz századok múltán is légkörünkben, melybôl évenként annyi trillió liter oxigént elvontunk? Ezt a kérdést annál inkább fel kellett vetni, mert az élet jóval elôbb válnék lehetetlenné, mint az oxigén a légkörbôl elfogyna. Ha a levegô csak 8% oxigént fog tartalmazni 21% helyett, az állat már elpusztul benne s az ilyen légkörbe helyezett égô testek elalszanak. Azt sem lehet említetlenül hagyni, hogy a lélekzésen s égésen kívül is számos úton kerül még kiszámíthatatlan mennyiségû szénsav a levegôbe...

Tekintve, hogy már sok ezer éve laknak emberek és állatok a földön, melyek évrôl évre oxigént fogyasztanak és szénsavat produkálnak, vajjon el fog-e fogyni egykor a levegôbôl az oxigén?

Nem. Sôt ôs idôkben a levegônek aránytalanul több szénsavat kellett tartalmaznia, mint napjainkban.

Midôn még Földünk ki nem hûlt, a méhében rejlô mérhetetlen mennyiségû szénsavas sók: márvány, kréta, mészkô, dolomit stb. szénsava szintén a levegôben volt, mert ezek nem állják a tüzet anélkül, hogy szénsavukat el nem vesztenék. Az ásadék szenek: antracit, kôszén, barnaszén stb. szene szintén mint szénsav a levegôben volt. S ez az óriási mennyiségû szénsav ma hiányzik a levegôbôl.

Midôn néhány év elôtt a több mint 1800 éve Pompejiben eltemetett könnytartó korsócskába zárt levegôt vizsgálat alá vették, az épen annyi oxigént tartalmazott, mint napjainkban. Saussure e század elején a levegô szénsavtartalmát 0,0415%-nak találta s most 80 év után 0,037%-nak, tehát jóformán ugyanannyit találunk benne.

Mi lehet ennek az oka, hogy a levegô oxigén- és szénsavtartalma, az imént kifejtettek mellett is, olyan állandó, úgyszólván változatlan? Minek tulajdonítsuk a természet háztartásában ezt a bámulatra méltó összhangzást és berendezést? Van talán valami, mi az állatok produkálta szénsavat a levegôbôl elvonja s helyébe oxigént ád?

A növények és a levegô között, mint Bonnet már a múlt század közepén észrevette, összefüggésnek kell lennie; ô figyelte meg elôször és pedig 1749-ben, hogy az esetleg víz alá merült szôlôlevelekrôl, ha a Nap reájok sütött, számtalan légbuborék fakadt. Priestley angol chemikus már 1772-ben felismerte, hogy az állati lélekzéssel megrontott levegôt a növények megjavítják és a lélekzésre ismét alkalmassá teszik. Számtalan, a legnagyobb óvatossággal és figyelemmel végzett kísérlet tanúsítja, hogy a zöld növények a levegôben lévô szénsavat felveszik s 100 súlyrész szénsavból a benne levô 27.3 súlyrész szenet visszatartják, és 72.6 súlyrész oxigént visszabocsátanak a levegôbe...

Ezek után nem lehet semmi kétség, hogy a növény az ô táplálkozása útján a levegôbôl vagy természetes vízbôl, (mely mindig tartalmaz szénsavat feloldva), a szénsavat tényleg elvonja, annak szenét saját súlyának szaporítására, tehát testének növelésére fordítja, s az oxigént ismét visszaadja. Ezt a folyamatot asszimilácziónak, áthasonlításnak nevezzük...

Mi által alakíthatjuk át a növények asszimilálta szenet ismét szénsavvá? Az által, hogy oxidáljuk, elégetjük. ... Ha fát vagy szenet égetünk el, a napmelegét a kazánban levô víz felforralására használjuk s a gôz hajtotta géppel terhet vontatunk vagy munkát végeztetünk, bizonyára nem más végzi a munkát mint a szabaddá tett és mechanikai erôvé alakított napsugár, mely mint chemiai feszültség a fában és szénben az utóbbiban már évezredek óta felhalmozva összegyûjtve volt..

Napsugárral munkáljuk földjeinket, napsugarat vetünk és aratunk, napsugárral táplálkozunk. A Nap az az éltetô erô, az a forrás, melyre a legtöbb munka s az életnek összes nyilvánulása visszavezethetô...

Legyen szabad végezetül a mondottakat összefoglalni. A szén körútja abban áll, hogy az ember és az állat a levegôbôl oxigént von el s ennek helyébe sok millió liter szénsavat lehel bele vissza, mi által a szén mint szénsav a levegôbe kerül. A növény azután felveszi az állat kilehelte szénsavat és a levegôbe oxigént bocsát a helyébe. A szénatomok tehát folytonos vándorlásban vannak az emberekbôl és állatokból a növényekbe s a növényekbôl az emberekbe és az állatokba.

Ez így röviden elmondva annyi, mintha azt mondanám, hogy egy ismerôsöm Budapestrôl New Yorkba s onnan Amerikán s a Csendes-tengeren keresztül ismét Budapestre jött vissza, megkerülte a földet; de hogy útközben mennyi minden adta és adhatta elô magát, arról nincs említés téve. Pedig ha a szén körútjára gondolunk, mekkora tere van a találgatásnak és a képzeletnek!

Az a fa, mely alatt üldögélni szoktunk, sokat tartalmaz azon szén-atómokból, a mit alatta kileheltünk, ami elôbb testünknek alkotó része volt. A szobában vagy az ablak között ápolt virágok a bennlakók testének részeibôl, azaz szénsavából épülnek fel a napsugár hatása alatt, mely felé olyan vágyódva fordítják leveleiket és virágaikat a szobai növények.

Az a szén-atóm, mely Nagy Sándor macedoniai király testének alkotó része volt, vagy a nagy Sokrates, Plató, Homeros agyának elemét képezte, hányszor tehette meg ezen néhány század alatt körútját növénybôl állatba, állatból növénybe! Hányszor fordúlt már meg s ki tudja kiknek vagy miknek testében az a szénatóm, melyet e pillanatban kilehelünk! Ki tudná megmondani?


Vissza http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.ch.bme.hu/chemonet/