Диокси́д углеро́да или двуо́кись углеро́да (также оксид углерода(IV), углеки́слый газ, у́гольный ангидри́д, углекислота́, формула — CO2) — химическое вещество, представляющее собой бинарное неорганическое соединение в форме кислотного оксида, молекула которого состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода.
Атмосфе́ра — газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией. Поскольку не существует резкой границы между атмосферой и межпланетным пространством, то обычно атмосферой принято считать область вокруг небесного тела, в которой газовая среда вращается вместе с ним как единое целое. Толщина атмосферы некоторых планет, состоящих в основном из газов, может быть очень большой.
Метаболи́зм, или обме́н веще́ств, — это химические реакции, поддерживающие жизнь в живом организме. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
Глико́лиз, или путь Эмбдена — Мейергофа — Парнаса — процесс окисления глюкозы, при котором из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты. Гликолиз состоит из цепи последовательных ферментативных реакций и сопровождается запасанием энергии в форме АТФ и НАДH. Гликолиз является универсальным путём катаболизма глюкозы и одним из трёх путей окисления глюкозы, встречающихся в живых клетках. Реакция гликолиза в суммарном виде выглядит следующим образом:
- Глюкоза + 2НАД+ + 2АДФ + 2Pi → 2 пируват + 2НАД*H + 2Н+ + 2АТФ + 2Н2O.
Углево́ды (глици́ды) — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп. Название этого класса соединений происходит от слов «гидраты углерода», оно было предложено Карлом Шмидтом в 1844 году. Появление такого названия связано с тем, что первые из известных науке углеводов описывались брутто-формулой Cx(H2O)y, формально являясь соединениями углерода и воды.
Фотоси́нтез — сложный химический процесс преобразования энергии видимого света в энергию химических связей органических веществ при участии фотосинтетических пигментов.
Анаэробы — организмы, получающие энергию при отсутствии доступа кислорода путём субстратного фосфорилирования, конечные продукты неполного окисления субстрата при этом могут быть окислены с получением большего количества энергии в виде АТФ.
Загрязнение атмосферы Земли или загрязнение воздуха происходит, когда в атмосферу Земли попадают вредные или избыточные количества веществ, включая газы, частицы и биологические молекулы. Это может вызвать заболевания, аллергию и даже смерть людей. Также это может нанести вред другим живым организмам, таким как животные и растения, может нанести ущерб и естественной или искусственной экосистеме (среде) Земли. Загрязнение воздуха может вызывать как человеческая деятельность, так и природные процессы.
Восстановительный пентозофосфатный цикл, или цикл Кальвина — серия биохимических реакций, осуществляемая при фотосинтезе растениями, цианобактериями, прохлорофитами и пурпурными бактериями, а также многими бактериями-хемосинтетиками, является наиболее распространённым из механизмов автотрофной фиксации углекислого газа.
Фотоводород — условное название водорода, произведённого при помощи искусственного или естественного освещения (фотодиссоциация). Примером может служить водород, полученный в зелёных частях растений, путём разделения молекул воды. Фотоводород также может быть получен в процессе фотодиссоциации воды под воздействием ультрафиолета. Проблемы фотоводорода иногда обсуждаются в контексте создания возобновляемого источника энергии, на основе использования микроорганизмов, таких как бактерии или водоросли, трансформирующих солнечный свет.
Анаэробное дыхание — это биохимический процесс окисления органических субстратов или молекулярного водорода с использованием в дыхательной ЭТЦ в качестве конечного акцептора электронов вместо O2 других окислителей неорганической или органической природы. Как и в случае аэробного дыхания, выделяющаяся в ходе реакции свободная энергия запасается в виде трансмембранного протонного потенциала, использующегося АТФ-синтазой для синтеза АТФ.
Альтернативная биохимия — ряд теорий и гипотез, рассматривающих возможность существования форм жизни частично или полностью отличающихся биохимически от возникших на Земле. Обсуждаемые в рамках гипотез отличия включают замену углерода в молекулах органических веществ на иные атомы, либо замену воды в качестве универсального растворителя другими жидкостями. Альтернативная биохимия нередко встречается в научно-фантастической литературе и спекулятивной биологии при описании различных форм внеземной жизни. Но также является предметом серьёзного научного интереса и исследований.
Углеки́слый газ в атмосфе́ре Земли́ является компонентом с незначительной концентрацией в современной земной атмосфере, концентрация углекислого газа (CO2, диоксида углерода) в сухом воздухе составляет 0,03—0,045 об. % (300—450 ppm). Углекислый газ составлял основу атмосферы молодой Земли наряду с азотом и водяным паром. Доля углекислого газа снижалась с момента появления океанов и зарождения жизни. Начиная с середины XIX века отмечается устойчивый рост количества этого газа в атмосфере, с ноября 2015 года его среднемесячная концентрация стабильно превышает 400 ppm, а в 2022 году в полтора раза превысила доиндустриальную.
Солнце оказывает многоплановое воздействие как на живую, так и на неживую природу Земли. Основное влияние происходит через видимое излучение, ультрафиолетовое излучение, излучение в более коротких диапазонах длин волн и через корпускулярные потоки солнечного ветра.
Эффективность фотосинтеза — доля световой энергии, преобразуемая организмами в химическую в процессе фотосинтеза. Фотосинтез можно упрощённо описать с помощью химической реакции
- 6Н2О + 6CO2 + энергия → C6H12O6 + 6О2
Реакция Хилла, или хлоропластная реакция, была открыта в 1937 году биохимиком Робертом Хиллом из Кембриджского университета. Реакция представляет собой светозависимый перенос электронов от воды на реактив Хилла против градиента химического потенциала. В лабораторной практике эта реакция служит для определения фотохимической активности хлоропластов, обусловленной фотоокислением воды. Реакция Хилла продемонстрировала, что образование кислорода и синтез сахаров из углекислого газа — это два разных, независимых процесса. Эти данные, полученные Хиллом, легли в основу современного понимания фотосинтеза.
Терраформирование Марса — гипотетический процесс, в ходе которого марсианский климат, поверхность и другие характеристики планеты должны быть последовательно изменены с целью сделать большие пространства на поверхности Марса более пригодными для человеческой жизни, таким образом облегчая колонизацию планеты, а также делая эту колонизацию гораздо более безопасной и устойчивой.
Ацетогены — прокариоты, которые выделяют ацетат (CH3COO−) в качестве конечного продукта анаэробного дыхания или гомоацетатного брожения. Однако обычно этот термин используется в более узком смысле: только в отношении бактерий и архей, которые одновременно осуществляют анаэробное дыхание и фиксацию углерода в восстановительном ацетил-КоА-пути (путь Вуда — Льюнгдаля). Этот процесс известен как ацетогенез. Ацетогенов следует отличать от уксуснокислых бактерий, которые выделяют ацетат, получающийся в результате неполного аэробного окисления этилового спирта до уксусной кислоты.
Процесс Бергиуса — способ производства жидких углеводородов, предназначенных для использования в качестве синтетического топлива путем гидрирования углерода при высоких температурe и давлении. Другое сырье, такое как каменноугольная смола и битум, также может быть использовано в этом процессе. Впервые он был разработан Фридрихом Бергиусом в 1913 году, который позже получил Нобелевскую премию по химии совместно с Карлом Бошем за их общие заслуги в области открытия и разработки химических процессов высокого давления.
Углеродно-нейтральное топливо — топливо, которое не вызывает чистых выбросов парниковых газов или углеродного следа. На практике это обычно означает топливо, которое производится с использованием диоксида углерода (CO2) в качестве сырья. Предлагаемые углеродно-нейтральные топлива можно в широком смысле разделить на синтетические топлива, которые получают путём химического гидрирования диоксида углерода, и биотоплива, которые производятся с использованием естественных процессов потребления CO2, таких как фотосинтез.