Bukan rahasia lagi bahwa manusia lebih dari sekadar jumlah semua atom tubuhnya. Makanan yang Anda serap, air yang Anda minum, udara yang Anda hirup, dan segala sesuatu yang diserap tubuh Anda, dapat digunakan sebagai bahan baku untuk membuat molekul, sel, dan bagian tubuh baru sepanjang hidup Anda. Tetapi semua ini datang dari suatu tempat, dan itulah sebabnya pembaca kami ingin tahu:
Saya ingin tahu bagaimana kemungkinan atom-atom tubuh Anda berasal dari seseorang dari masa lalu? Seperti kemungkinan 0,0001% bahwa di suatu tempat di tubuh Anda ada atom yang digunakan untuk menjadi bagian dari firaun Mesir atau raja Inggris. Dapatkah ilmu pengetahuan memberi tahu kita tentang bagaimana sirkulasi atom di Bumi terjadi, dan dari mana atom-atom tubuh saya berasal?
Ilmu pengetahuan tidak hanya dapat memberi tahu Anda tentang hal ini, tetapi juga mengevaluasi cukup banyak parameter yang berbeda mengenai tubuh Anda.
Pertama-tama, singkirkan kesalahpahaman dan prasangka Anda tentang siapa diri Anda. Apa yang Anda pikirkan tentang diri Anda, yaitu tulang, otot, kulit, dan organ-organ lain, dari sudut pandang sel-sel yang berbeda hanya membentuk 4% dari jenis sel dalam tubuh Anda. Sisanya 96% didistribusikan secara merata antara sel darah dan bakteri. Sel-sel darah, yang sebagian besar adalah sel darah merah, hidup hanya selama 120 hari sampai mereka hancur, dan kemudian dikeluarkan dari tubuh dan digantikan oleh sel-sel baru yang dibuat oleh sumsum tulang. Bakteri hidup di mana-mana - mereka dapat ditemukan dalam sejuta bagian pada setiap sentimeter persegi kulit, dan puluhan triliun bakteri hidup di saluran usus.
Pada tingkat yang bahkan lebih mendasar, sel-sel ini tersusun dari molekul, yang pada gilirannya terdiri dari atom. Jika kita memecah tubuh manusia menjadi komponen atom, kita menemukan jumlah atom astronomis - dan pada kenyataannya, jumlah yang melebihi sebagian besar jumlah yang terkait dengan astronomi ada di dalam diri kita. Pada dasarnya itu adalah oksigen, karbon, hidrogen, dan nitrogen.
Dan atom-atom yang membentuk sel-sel Anda, bahkan kalsium dalam tulang Anda, sangat jarang ada di tubuh Anda selama sisa hidup Anda. Mereka terpisah, memasuki aliran darah, disaring oleh ginjal dan hati, dan diekskresikan, dan atom baru diserap dan dimasukkan ke dalam molekul dan sel. Jika Anda membandingkan tubuh Anda saat ini dengan tubuh 7 tahun yang lalu, Anda akan menemukan bahwa sekitar 99,999% telah diganti! Tetapi pada waktu tertentu, tubuh Anda terdiri dari sekitar
• 1,7 × 10
27 atom oksigen,
• atom karbon 8,4 × 10
26 ,
• atom hidrogen 4,3 × 10
27 ,
• 7,7 × 10
25 atom nitrogen,
dan kurang dari 1% sisanya, termasuk kalsium, fosfor, belerang, natrium, kalium, dan klor.
Hampir semua oksigen dan hidrogen diperoleh melalui air minum dan menghirup udara, dan hampir semua karbon dan nitrogen berasal dari makanan. Air dan udara bersirkulasi dengan cepat di sekitar planet ini, yang berarti bahwa jika Anda melacak udara napas terakhir Hitler, Caesar dan tyrannosaurus, Anda memiliki peluang yang sama untuk menghirupnya (dengan asumsi bahwa napas mereka sebanding dengan jumlah atom). Tetapi jika Anda melacak atom karbon atau nitrogen yang membentuk tubuh mereka, Anda akan melihat bahwa mereka tidak terdistribusi secara merata. Karena oksigen dan hidrogen adalah unsur paling umum dalam tubuh, mari kita bandingkan mereka dengan atmosfer penuh planet dan lautan.
Massa seluruh atmosfer adalah sekitar 5,15 × 10
18 kg, yang berarti mengandung sekitar 4,1 × 10
40 atom oksigen (dan hampir 4 kali lebih banyak atom nitrogen). Jumlah semua danau, lautan, laut, sungai, dan lapisan es memiliki berat sekitar 1,35 × 10
21 kg, yang memberi kita 4,5 × 10
43 atom oksigen dan atom hidrogen 9,0 × 10
43 . Ini tampaknya jumlah yang sangat besar, tetapi dibandingkan dengan jumlah atom dalam tubuh manusia, mereka tidak cukup besar.
Jika Anda mengkremasi seseorang, mengubah air yang terkandung dalam tubuh menjadi uap, tunggu sampai air itu berintegrasi ke dalam siklus air di alam dan menyebar secara merata di seluruh Bumi, dan kemudian menghitung berapa banyak atom hidrogen dan oksigen yang dapat ditemukan dalam tubuh orang acak, Anda akan terkejut seberapa besar angka ini.
1. Satu dari setiap 2,1 × 10
16 atom hidrogen di tubuh Anda ada di tubuh orang itu. Satu dari setiap 2,6 × 10
16 atom oksigen dalam tubuh Anda ada di tubuh orang tersebut.
2. Ingat bahwa orang biasa mengandung 1,7 × 10
27 atom oksigen dan 4,3 × 10
27 atom hidrogen.
3. Dan ini berarti bahwa dalam tubuh setiap orang mengandung sekitar 2 × 10
11 atom hidrogen (200 miliar) dan 6,5 × 10
10 atom oksigen (65 miliar) yang terkandung dalam tubuh setiap orang lain yang hidup sebelum dia.
Ini banyak atom! Ini berarti bahwa di dalam diri Anda sekarang terdapat ratusan miliar atom Tutankhamun, ratusan miliar atom Hitler atau Caesar, dan jika Anda kembali ke masa lalu yang jauh, triliunan atom berada di tubuh
tyrannosaurus yang dijuluki Sue pada saat ia meninggal.
Ada begitu banyak atom sehingga jika Anda membuat perhitungan serupa untuk udara yang terkandung dalam paru-paru kita masing-masing, ternyata di paru-paru setiap orang setiap saat Anda dapat menemukan atom yang berada di napas terakhir Caesar (atau Lenin, atau George Washington, atau Alexandra Dumas). Molekul udara dan air didistribusikan dengan cukup cepat dan merata, yang berarti Anda dapat memiliki satu atau dua molekul udara di paru-paru Anda yang ada di paru-paru orang lain sepuluh tahun yang lalu. Tetapi karbon, nitrogen, kalsium, dan lainnya tidak lagi terdistribusi secara merata, sehingga tubuh Anda mungkin mengandung satu juta atau miliar atom ini yang sebelumnya berada di tubuh tokoh sejarah mana pun, atau Anda mungkin tidak memilikinya sama sekali. Karena Tutankhamun dimumikan, air dan udaranya kembali ke sirkulasi bumi, tetapi karbon dan nitrogennya tidak.
Lain kali Anda menghirup udara atau minum air, pikirkan: Anda kemungkinan besar menghirup udara atau minum air, sebagian kecil yang Anda bagikan dengan semua orang dan dengan semua makhluk yang pernah tinggal di sini. Pada tingkat atom, kita semua dipersatukan lebih dalam dari yang kita yakini.