Jaki jest skład chemiczny atmosfery? Główne warstwy atmosfery ziemskiej w kolejności rosnącej

Trzeba powiedzieć, że struktura i skład atmosfery ziemskiej nie zawsze były wartościami stałymi w tym czy innym momencie rozwoju naszej planety. Dziś pionową strukturę tego elementu, którego łączna „grubość” wynosi 1,5–2,0 tys. Km, reprezentuje kilka głównych warstw, w tym:

1. Troposfera.
2. Tropopauza.
3. Stratosfera.
4. Stratopauza.
5. Mezosfera i mezopauza.
6. Termosfera.
7. Egzosfera.

Podstawowe elementy atmosfery

Troposfera jest warstwą, w której obserwuje się silne ruchy pionowe i poziome; to właśnie tutaj występują warunki atmosferyczne, zjawiska sedymentacyjne, warunki klimatyczne. Rozciąga się na 7-8 kilometrów od powierzchni planety prawie wszędzie, z wyjątkiem regionów polarnych (tam do 15 km). W troposferze temperatura spada stopniowo, o około 6,4°C na każdy kilometr wysokości. Wskaźnik ten może się różnić dla różnych szerokości geograficznych i pór roku.

Skład atmosfery ziemskiej w tej części reprezentują następujące elementy i ich wartości procentowe:

Azot – około 78 procent;

Tlen – prawie 21 proc.;

Argon – około jednego procenta;

Dwutlenek węgla - mniej niż 0,05%.

Pojedynczy skład do wysokości 90 kilometrów

Ponadto można tu znaleźć pył, kropelki wody, parę wodną, ​​produkty spalania, kryształki lodu, sole morskie, wiele cząstek aerozolu itp. Taki skład atmosfery ziemskiej obserwuje się do około dziewięćdziesięciu kilometrów wysokości, więc powietrze jest w przybliżeniu taki sam skład chemiczny, nie tylko w troposferze, ale także w leżących nad nimi warstwach. Ale tam atmosfera jest zupełnie inna właściwości fizyczne. Warstwa, która ma wspólny element skład chemiczny, nazywa się homosferą.

Jakie jeszcze pierwiastki tworzą atmosferę ziemską? Procentowo (objętościowo, w suchym powietrzu) ​​gazy takie jak krypton (około 1,14 x 10 -4), ksenon (8,7 x 10 -7), wodór (5,0 x 10 -5), metan (około 1,7 x 10 -5) przedstawiono tutaj 4), podtlenek azotu (5,0 x 10 -5) itp. W procentach masowych większość wymienionych składników to podtlenek azotu i wodór, a następnie hel, krypton itp.

Właściwości fizyczne różnych warstw atmosfery

Właściwości fizyczne troposfery są ściśle związane z jej bliskością do powierzchni planety. Stąd odbite ciepło słoneczne w formie promienie podczerwone jest kierowany z powrotem do góry, co obejmuje procesy przewodzenia ciepła i konwekcji. Dlatego temperatura spada wraz z odległością od powierzchni ziemi. Zjawisko to obserwuje się do wysokości stratosfery (11-17 kilometrów), następnie temperatura pozostaje prawie niezmieniona do 34-35 km, a następnie temperatura ponownie wzrasta do wysokości 50 kilometrów (górna granica stratosfery) . Pomiędzy stratosferą a troposferą znajduje się cienka warstwa pośrednia tropopauzy (do 1-2 km), w której powyżej równika obserwuje się stałe temperatury - około minus 70 ° C i poniżej. Nad biegunami tropopauza latem „nagrzewa się” do minus 45°C, zimą temperatury oscylują w okolicach -65°C.

Skład gazowy atmosfery ziemskiej obejmuje następujące elementy ważny element jak ozon. Na powierzchni jest go stosunkowo niewiele (dziesięć do minus szóstej potęgi jednego procenta), ponieważ gaz tworzy się pod wpływem promienie słoneczne z tlenu atomowego w górnych partiach atmosfery. W szczególności najwięcej ozonu występuje na wysokości około 25 km, a cały „ekran ozonowy” zlokalizowany jest na obszarach od 7-8 km na biegunach, od 18 km na równiku i łącznie do pięćdziesięciu kilometrów nad poziomem morza. powierzchnię planety.

Atmosfera chroni przed promieniowaniem słonecznym

Skład powietrza w atmosferze ziemskiej odgrywa bardzo ważną rolę w zachowaniu życia, począwszy od indywidualnego pierwiastki chemiczne a kompozycje skutecznie ograniczają dostęp Promieniowanie słoneczne na powierzchnię ziemi oraz żyjących na niej ludzi, zwierzęta i rośliny. Na przykład cząsteczki pary wodnej skutecznie pochłaniają prawie wszystkie zakresy promieniowania podczerwonego, z wyjątkiem długości w zakresie od 8 do 13 mikronów. Ozon pochłania promieniowanie ultrafioletowe o długości fali do 3100 A. Bez swojej cienkiej warstwy (średnio tylko 3 mm, jeśli jest umieszczony na powierzchni planety), jedynie woda na głębokości ponad 10 metrów i podziemne jaskinie, do których nie dociera promieniowanie słoneczne zasięgu można zamieszkać.

Zero Celsjusza w stratopauzie

Pomiędzy dwoma kolejnymi poziomami atmosfery, stratosferą i mezosferą, znajduje się niezwykła warstwa - stratopauza. Odpowiada to w przybliżeniu wysokości maksimów ozonu, a temperatura jest tu w miarę komfortowa dla człowieka – około 0°C. Nad stratopauzą, w mezosferze (zaczyna się gdzieś na wysokości 50 km i kończy na wysokości 80-90 km) ponownie obserwuje się spadek temperatury wraz ze wzrostem odległości od powierzchni Ziemi (do minus 70-80 ° C ). Meteory zwykle spalają się całkowicie w mezosferze.

W termosferze - plus 2000 K!

Skład chemiczny atmosfery ziemskiej w termosferze (rozpoczyna się po mezopauzie od wysokości około 85-90 do 800 km) determinuje możliwość wystąpienia takiego zjawiska, jak stopniowe nagrzewanie się warstw bardzo rozrzedzonego „powietrza” pod wpływem promieniowania słonecznego . W tej części „kocu powietrznego” planety temperatury wahają się od 200 do 2000 K, które uzyskuje się w wyniku jonizacji tlenu (tlen atomowy znajduje się powyżej 300 km), a także rekombinacji atomów tlenu w cząsteczki , któremu towarzyszy wydzielanie dużej ilości ciepła. W termosferze występują zorze polarne.

Nad termosferą znajduje się egzosfera - zewnętrzna warstwa atmosfera, z której mogą uciekać lekkie i szybko poruszające się atomy wodoru przestrzeń. Skład chemiczny atmosfery ziemskiej reprezentowany jest tutaj głównie przez pojedyncze atomy tlenu w dolnych warstwach, atomy helu w środkowych warstwach i prawie wyłącznie atomy wodoru w górnych warstwach. Panują tu wysokie temperatury – około 3000 K i nie ma ciśnienia atmosferycznego.

Jak powstała atmosfera ziemska?

Ale, jak wspomniano powyżej, planeta nie zawsze miała taki skład atmosferyczny. W sumie istnieją trzy koncepcje pochodzenia tego pierwiastka. Pierwsza hipoteza sugeruje, że atmosfera została przejęta przez proces akrecji z obłoku protoplanetarnego. Jednak dziś teoria ta podlega znacznej krytyce, ponieważ taka pierwotna atmosfera powinna zostać zniszczona przez „wiatr” słoneczny z gwiazdy w naszym układzie planetarnym. Ponadto zakłada się, że pierwiastki lotne nie mogły zostać zatrzymane w strefie powstawania planet zgodnie z typem grupa naziemna z powodu zbyt wysokich temperatur.

Skład pierwotnej atmosfery Ziemi, jak sugeruje druga hipoteza, mógł powstać w wyniku aktywnego bombardowania powierzchni przez asteroidy i komety, które przybyły z okolic Układu Słonecznego we wczesnych stadiach rozwoju. Potwierdzenie lub obalenie tej koncepcji jest dość trudne.

Eksperyment w Instytucie Geografii RAS

Najbardziej prawdopodobna wydaje się hipoteza trzecia, która zakłada, że ​​atmosfera powstała w wyniku uwolnienia gazów z płaszcza skorupa Ziemska około 4 miliardów lat temu. Koncepcja ta została przetestowana w Instytucie Geografii Rosyjskiej Akademii Nauk podczas eksperymentu „Carev 2”, polegającego na podgrzewaniu w próżni próbki substancji pochodzenia meteorycznego. Następnie zarejestrowano uwolnienie gazów, takich jak H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 itp. Dlatego naukowcy słusznie założyli, że skład chemiczny pierwotnej atmosfery Ziemi obejmuje wodę i dwutlenek węgla, pary fluorowodoru (HF), tlenek węgla (CO), siarkowodór (H 2 S), związki azotu, wodór, metan (CH 4), pary amoniaku (NH 3), argon itp. Para wodna z atmosfery pierwotnej brał udział w tworzeniu hydrosfery, stwierdzono, że dwutlenek węgla jest bardziej związany w materii organicznej i skały ach, azot przeszedł do składu współczesnego powietrza, a także ponownie do skał osadowych i materii organicznej.

Skład pierwotnej atmosfery Ziemi nie pozwoliłby na to współcześni ludzie być w tym bez aparatura oddechowa, bo nie było wtedy tlenu w wymaganych ilościach. Pierwiastek ten pojawił się w znacznych ilościach półtora miliarda lat temu, co uważa się za związane z rozwojem procesu fotosyntezy u niebieskozielonych i innych glonów, które są najstarszymi mieszkańcami naszej planety.

Minimalna ilość tlenu

O tym, że skład atmosfery ziemskiej był początkowo prawie beztlenowy, świadczy fakt, że w najstarszych skałach (katarchejskich) znajduje się łatwo utleniony, ale nie utleniony grafit (węgiel). Następnie pojawiły się tak zwane rudy pasmowe żelaza, które zawierały warstwy wzbogaconych tlenków żelaza, co oznacza pojawienie się na planecie potężne źródło tlen w postaci molekularnej. Ale pierwiastki te znajdowano tylko okresowo (być może na małych wyspach na beztlenowej pustyni pojawiły się te same glony lub inni producenci tlenu), podczas gdy reszta świata była beztlenowa. Za tym ostatnim przemawia fakt, że łatwo utleniony piryt znaleziono w postaci otoczaków przetworzonych przez prąd bez śladów reakcje chemiczne. Ponieważ wody płynące nie mogą być słabo napowietrzone, rozwinął się pogląd, że atmosfera przed kambrem zawierała mniej niż jeden procent dzisiejszego składu tlenu.

Rewolucyjna zmiana składu powietrza

Mniej więcej w połowie proterozoiku (1,8 miliarda lat temu) nastąpiła „rewolucja tlenowa”, kiedy świat przeszedł na oddychanie tlenowe, podczas którego z jednej cząsteczki odżywka(glukozy) można uzyskać 38, a nie dwie (jak przy oddychaniu beztlenowym) jednostki energii. Skład atmosfery ziemskiej pod względem zawartości tlenu zaczął przekraczać jeden procent obecnego składu i zaczęła pojawiać się warstwa ozonowa, chroniąca organizmy przed promieniowaniem. To od niej na przykład takie starożytne zwierzęta jak trylobity „ukrywały się” pod grubymi skorupami. Od tego czasu aż do naszych czasów zawartość głównego pierwiastka „oddechowego” stopniowo i powoli rosła, zapewniając różnorodność rozwoju form życia na planecie.

Atmosfera (od starożytnego greckiego ἀτμός – para i σφαῖρα – kula) to powłoka gazowa (geosfera) otaczająca planetę Ziemia. Jego wewnętrzna powierzchnia pokrywa hydrosferę i częściowo skorupę ziemską, natomiast zewnętrzna powierzchnia graniczy z bliską Ziemi częścią przestrzeni kosmicznej.

Zbiór działów fizyki i chemii zajmujących się badaniem atmosfery nazywany jest zwykle fizyką atmosfery. Atmosfera determinuje pogodę na powierzchni Ziemi, meteorologia bada pogodę, a klimatologia zajmuje się długoterminowymi zmianami klimatu.

Właściwości fizyczne

Grubość atmosfery wynosi około 120 km od powierzchni Ziemi. Całkowita masa powietrza w atmosferze wynosi (5,1-5,3) 1018 kg. Spośród nich masa suchego powietrza wynosi (5,1352 ± 0,0003) 1018 kg, całkowita masa pary wodnej wynosi średnio 1,27 · 1016 kg.

Masa molowa czystego, suchego powietrza wynosi 28,966 g/mol, a gęstość powietrza przy powierzchni morza wynosi około 1,2 kg/m3. Ciśnienie w temperaturze 0 °C na poziomie morza wynosi 101,325 kPa; krytyczna temperatura- −140,7°C (~132,4 K); ciśnienie krytyczne - 3,7 MPa; Cp w 0 °C - 1,0048·103 J/(kg·K), Cv - 0,7159,103 J/(kg·K) (w 0 °C). Rozpuszczalność powietrza w wodzie (masowo) w temperaturze 0°C – 0,0036%, w temperaturze 25°C – 0,0023%.

Za „normalne warunki” na powierzchni Ziemi przyjmuje się: gęstość 1,2 kg/m3, ciśnienie barometryczne 101,35 kPa, temperaturę plus 20°C i wilgotność względna 50%. Te wskaźniki warunkowe mają znaczenie czysto inżynieryjne.

Skład chemiczny

Atmosfera ziemska powstała w wyniku uwolnienia gazów podczas erupcji wulkanów. Wraz z pojawieniem się oceanów i biosfery powstał w wyniku wymiany gazowej z wodą, roślinami, zwierzętami i produktami ich rozkładu w glebach i bagnach.

Obecnie atmosfera ziemska składa się głównie z gazów i różnych zanieczyszczeń (pył, kropelki wody, kryształki lodu, sole morskie, produkty spalania).

Stężenie gazów tworzących atmosferę jest prawie stałe, z wyjątkiem wody (H2O) i dwutlenku węgla (CO2).

Skład suchego powietrza

Oprócz gazów wskazanych w tabeli atmosfera zawiera SO2, NH3, CO, ozon, węglowodory, HCl, HF, pary Hg, I2, a także NO i wiele innych gazów w małych ilościach. Stale znajduje się w troposferze duża liczba zawieszone cząstki stałe i ciekłe (aerozol).

Struktura atmosfery

Troposfera

Jego górna granica znajduje się na wysokości 8–10 km w obszarach polarnych, 10–12 km w umiarkowanych i 16–18 km w tropikalnych szerokościach geograficznych; niższa zimą niż latem. Dolna, główna warstwa atmosfery zawiera ponad 80% całkowitej masy powietrza atmosferycznego i około 90% całkowitej pary wodnej obecnej w atmosferze. W troposferze silnie rozwinięte są turbulencje i konwekcja, powstają chmury, rozwijają się cyklony i antycyklony. Temperatura spada wraz ze wzrostem wysokości, przy średnim nachyleniu pionowym wynoszącym 0,65°/100 m

Tropopauza

Warstwa przejściowa z troposfery do stratosfery, warstwa atmosfery, w której zatrzymuje się spadek temperatury wraz z wysokością.

Stratosfera

Warstwa atmosfery położona na wysokości od 11 do 50 km. Charakteryzuje się niewielką zmianą temperatury w warstwie 11-25 km (dolna warstwa stratosfery) i wzrostem temperatury w warstwie 25-40 km od -56,5 do 0,8 ° C (górna warstwa stratosfery lub obszar inwersji) . Po osiągnięciu wartości około 273 K (prawie 0°C) na wysokości około 40 km, temperatura utrzymuje się na stałym poziomie aż do wysokości około 55 km. Ten obszar o stałej temperaturze nazywany jest stratopauzą i stanowi granicę między stratosferą a mezosferą.

Stratopauza

Warstwa graniczna atmosfery pomiędzy stratosferą a mezosferą. W pionowym rozkładzie temperatur występuje maksimum (około 0°C).

Mezosfera

Mezosfera zaczyna się na wysokości 50 km i rozciąga się na 80-90 km. Temperatura spada wraz z wysokością, przy średnim nachyleniu pionowym wynoszącym (0,25-0,3)°/100 m. Głównym procesem energetycznym jest wymiana ciepła przez promieniowanie. Złożone procesy fotochemiczne z udziałem wolnych rodników, cząsteczek wzbudzanych wibracjami itp. powodują luminescencję atmosferyczną.

Mezopauza

Warstwa przejściowa między mezosferą a termosferą. Minimalny jest pionowy rozkład temperatury (około -90°C).

Linia Karmana

Wysokość nad poziomem morza, która jest umownie przyjmowana jako granica między ziemską atmosferą a przestrzenią kosmiczną. Według definicji FAI linia Karmana położona jest na wysokości 100 km nad poziomem morza.

Granica atmosfery ziemskiej

Termosfera

Górna granica- około 800 km. Temperatura wzrasta do wysokości 200-300 km, gdzie osiąga wartości rzędu 1500 K, po czym pozostaje prawie stała na dużych wysokościach. Pod wpływem ultrafioletowego i rentgenowskiego promieniowania słonecznego oraz promieniowania kosmicznego następuje jonizacja powietrza („zorze”) - główne obszary jonosfery leżą wewnątrz termosfery. Na wysokościach powyżej 300 km dominuje tlen atomowy. Górna granica termosfery jest w dużej mierze zdeterminowana obecną aktywnością Słońca. W okresach małej aktywności – np. w latach 2008-2009 – zauważalne jest zmniejszenie rozmiarów tej warstwy.

Termopauza

Obszar atmosfery sąsiadujący z termosferą. W tym regionie absorpcja promieniowania słonecznego jest znikoma, a temperatura w rzeczywistości nie zmienia się wraz z wysokością.

Egzosfera (sfera rozpraszająca)

Egzosfera to strefa dyspersji, zewnętrzna część termosfery, położona powyżej 700 km. Gaz w egzosferze jest bardzo rozrzedzony i stąd jego cząsteczki przedostają się do przestrzeni międzyplanetarnej (rozproszenie).

Do wysokości 100 km atmosfera jest jednorodną, ​​dobrze wymieszaną mieszaniną gazów. W wyższych warstwach rozkład gazów na wysokości zależy od ich masy cząsteczkowe, stężenie cięższych gazów zmniejsza się szybciej wraz z odległością od powierzchni Ziemi. Ze względu na spadek gęstości gazu temperatura spada z 0°C w stratosferze do -110°C w mezosferze. Jednakże energia kinetyczna pojedyncze cząstki na wysokościach 200-250 km odpowiadają temperaturze ~150°C. Powyżej 200 km obserwuje się znaczne wahania temperatury i gęstości gazu w czasie i przestrzeni.

Na wysokości około 2000-3500 km egzosfera stopniowo zamienia się w tzw. próżnię bliskiego kosmosu, wypełnioną wysoce rozrzedzonymi cząsteczkami gazu międzyplanetarnego, głównie atomami wodoru. Ale ten gaz reprezentuje tylko część materii międzyplanetarnej. Pozostała część składa się z cząstek pyłu pochodzenia kometarnego i meteorycznego. Oprócz niezwykle rozrzedzonych cząstek pyłu, w tę przestrzeń przenika promieniowanie elektromagnetyczne i korpuskularne pochodzenia słonecznego i galaktycznego.

Troposfera stanowi około 80% masy atmosfery, stratosfera - około 20%; masa mezosfery wynosi nie więcej niż 0,3%, termosfera jest mniejsza niż 0,05% całkowitej masy atmosfery. Na podstawie właściwości elektrycznych atmosfery rozróżnia się neutronosferę i jonosferę. Obecnie uważa się, że atmosfera rozciąga się na wysokość 2000-3000 km.

W zależności od składu gazu w atmosferze wyróżnia się homosferę i heterosferę. Heterosfera to obszar, w którym grawitacja wpływa na separację gazów, ponieważ ich mieszanie na takiej wysokości jest znikome. Oznacza to zmienny skład heterosfery. Poniżej znajduje się dobrze wymieszana, jednorodna część atmosfery zwana homosferą. Granica między tymi warstwami nazywana jest turbopauzą i przebiega na wysokości około 120 km.

Inne właściwości atmosfery i wpływ na organizm ludzki

Już na wysokości 5 km nad poziomem morza nieprzeszkolona osoba zaczyna odczuwać głód tlenu i bez adaptacji wydajność osoby jest znacznie zmniejszona. Tutaj kończy się strefa fizjologiczna atmosfery. Oddychanie człowieka staje się niemożliwe na wysokości 9 km, chociaż do około 115 km atmosfera zawiera tlen.

Atmosfera dostarcza nam tlenu niezbędnego do oddychania. Jednakże, ze względu na spadek całkowitego ciśnienia atmosfery w miarę wznoszenia się na wysokość, ciśnienie cząstkowe tlenu odpowiednio maleje.

Płuca człowieka stale zawierają około 3 litrów powietrza pęcherzykowego. Ciśnienie cząstkowe tlenu w powietrzu pęcherzykowym przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym wynosi 110 mmHg. Art., ciśnienie dwutlenku węgla - 40 mm Hg. Art. i para wodna - 47 mm Hg. Sztuka. Wraz ze wzrostem wysokości ciśnienie tlenu spada, a całkowite ciśnienie pary wody i dwutlenku węgla w płucach pozostaje prawie stałe - około 87 mm Hg. Sztuka. Dopływ tlenu do płuc zostanie całkowicie zatrzymany, gdy ciśnienie powietrza otoczenia zrówna się z tą wartością.

Na wysokości około 19-20 km ciśnienie atmosferyczne spada do 47 mm Hg. Sztuka. Dlatego na tej wysokości w organizmie człowieka zaczyna wrzeć woda i płyn śródmiąższowy. Poza kabiną ciśnieniową na tych wysokościach śmierć następuje niemal natychmiast. Zatem z punktu widzenia fizjologii człowieka „przestrzeń” zaczyna się już na wysokości 15–19 km.

Gęste warstwy powietrza – troposfera i stratosfera – chronią nas przed szkodliwym działaniem promieniowania. Przy wystarczającym rozrzedzeniu powietrza, na wysokościach ponad 36 km, promieniowanie jonizujące - pierwotne promienie kosmiczne - wywiera intensywny wpływ na organizm; Na wysokościach powyżej 40 km ultrafioletowa część widma słonecznego jest niebezpieczna dla człowieka.

W miarę wznoszenia się na coraz większą wysokość nad powierzchnią Ziemi znane zjawiska obserwowane w dolnych warstwach atmosfery, takie jak rozchodzenie się dźwięku, występowanie siły nośnej i oporu aerodynamicznego, przenoszenie ciepła przez konwekcję itp. stopniowo słabną, a następnie całkowicie zanikają.

W rozrzedzonych warstwach powietrza rozchodzenie się dźwięku jest niemożliwe. Do wysokości 60-90 km nadal możliwe jest wykorzystanie oporu powietrza i siły nośnej do kontrolowanego lotu aerodynamicznego. Jednak począwszy od wysokości 100-130 km znane każdemu pilotowi pojęcia liczby M i bariery dźwiękowej tracą na znaczeniu: leży konwencjonalna linia Karmana, za którą zaczyna się obszar lotu czysto balistycznego, który może jedynie być kontrolowane za pomocą sił reakcji.

Na wysokościach powyżej 100 km atmosfera pozbawiona jest innej niezwykłej właściwości – zdolności pochłaniania, przewodzenia i przepuszczania energia cieplna poprzez konwekcję (tj. przez mieszanie powietrza). Oznacza to, że różnych elementów wyposażenia orbitalnej stacji kosmicznej nie będzie można schłodzić od zewnątrz w taki sam sposób, jak ma to miejsce zwykle w samolocie – za pomocą strumieni powietrza i grzejników powietrznych. Na tej wysokości, podobnie jak w kosmosie, jedynym sposobem przekazywania ciepła jest promieniowanie cieplne.

Historia powstawania atmosfery

Według najpowszechniejszej teorii, atmosfera ziemska na przestrzeni czasu zmieniła się trzykrotnie. różne kompozycje. Początkowo składał się z lekkich gazów (wodór i hel) wychwytywanych z przestrzeni międzyplanetarnej. Jest to tak zwana atmosfera pierwotna (około czterech miliardów lat temu). W kolejnym etapie aktywna aktywność wulkaniczna doprowadziła do nasycenia atmosfery gazami innymi niż wodór (dwutlenek węgla, amoniak, para wodna). W ten sposób powstała atmosfera wtórna (około trzech miliardów lat wcześniej). Ta atmosfera działała regenerująco. Ponadto proces tworzenia atmosfery został zdeterminowany przez następujące czynniki:

• wyciek gazów lekkich (wodór i hel) do przestrzeni międzyplanetarnej;
• reakcje chemiczne zachodzące w atmosferze pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, wyładowań atmosferycznych i niektórych innych czynników.

Stopniowo czynniki te doprowadziły do ​​powstania atmosfery trzeciorzędowej, charakteryzującej się znacznie mniejszą ilością wodoru, a znacznie większą ilością azotu i dwutlenku węgla (powstającego w wyniku reakcji chemicznych z amoniaku i węglowodorów).

Azot

Powstawanie dużej ilości azotu N2 wynika z utleniania atmosfery amoniakowo-wodorowej przez tlen cząsteczkowy O2, który zaczął wydobywać się z powierzchni planety w wyniku fotosyntezy rozpoczynającej się 3 miliardy lat temu. Azot N2 uwalniany jest również do atmosfery w wyniku denitryfikacji azotanów i innych związków zawierających azot. Azot jest utleniany przez ozon do NO w górnych warstwach atmosfery.

Azot N2 reaguje tylko w określonych warunkach (na przykład podczas wyładowania atmosferycznego). Utlenianie azotu cząsteczkowego ozonem podczas wyładowań elektrycznych w małych ilościach stosuje się w produkcja przemysłowa nawozy azotowe. Utlenij go przy niskim zużyciu energii i przekształć w biologiczny aktywna forma czy sinice (niebieskie algi) i bakterie guzkowe tworzą symbiozę ryzobialną z rośliny strączkowe, tak zwana nawóz zielony.

Tlen

Skład atmosfery zaczął się radykalnie zmieniać wraz z pojawieniem się na Ziemi organizmów żywych, w wyniku fotosyntezy, której towarzyszyło uwalnianie tlenu i absorpcja dwutlenku węgla. Początkowo tlen zużywano na utlenianie zredukowanych związków - amoniaku, węglowodorów, żelazawej formy żelaza zawartej w oceanach itp. Pod koniec tego etapu zawartość tlenu w atmosferze zaczęła rosnąć. Stopniowo tworzyła się nowoczesna atmosfera o właściwościach utleniających. Ponieważ spowodowało to poważne i nagłe zmiany w wielu procesach zachodzących w atmosferze, litosferze i biosferze, wydarzenie to nazwano Katastrofą Tlenową.

W fanerozoiku zmienił się skład atmosfery i zawartość tlenu. Korelowały one przede wszystkim z szybkością osadzania się osadów organicznych. Zatem w okresach akumulacji węgla zawartość tlenu w atmosferze najwyraźniej znacznie przekraczała poziom współczesny.

Dwutlenek węgla

Zawartość CO2 w atmosferze zależy od aktywności wulkanicznej i procesów chemicznych zachodzących w skorupach ziemskich, ale przede wszystkim od intensywności biosyntezy i rozkładu materii organicznej w biosferze Ziemi. Prawie cała obecna biomasa planety (około 2,4 1012 ton) powstaje z dwutlenku węgla, azotu i pary wodnej zawartych w powietrzu atmosferycznym. Substancje organiczne zakopane w oceanach, bagnach i lasach zamieniają się w węgiel, ropę i gaz ziemny.

Gazy szlachetne

Źródłem gazów szlachetnych – argonu, helu i kryptonu – są erupcje wulkanów i rozpad pierwiastków radioaktywnych. Ziemia w ogóle, a atmosfera w szczególności są zubożone w gazy obojętne w porównaniu z przestrzenią kosmiczną. Uważa się, że przyczyną tego jest ciągły wyciek gazów do przestrzeni międzyplanetarnej.

Zanieczyszczenie powietrza

Ostatnio ludzie zaczęli wpływać na ewolucję atmosfery. Efektem jego działań był stały wzrost zawartości dwutlenku węgla w atmosferze na skutek spalania paliw węglowodorowych nagromadzonych w poprzednich epokach geologicznych. Ogromne ilości CO2 są zużywane podczas fotosyntezy i pochłaniane przez oceany świata. Gaz ten przedostaje się do atmosfery w wyniku rozkładu skał węglanowych i materia organiczna pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, a także na skutek wulkanizmu i działalności przemysłowej człowieka. W ciągu ostatnich 100 lat zawartość CO2 w atmosferze wzrosła o 10%, z czego większość (360 miliardów ton) pochodziła ze spalania paliw. Jeśli tempo wzrostu spalania paliw będzie się utrzymywać, to w ciągu najbliższych 200-300 lat ilość CO2 w atmosferze podwoi się, co może doprowadzić do globalnych zmian klimatycznych.

Głównym źródłem gazów zanieczyszczających środowisko (CO, NO, SO2) jest spalanie paliw. Dwutlenek siarki jest utleniany przez tlen atmosferyczny do SO3, a tlenek azotu do NO2 w górnych warstwach atmosfery, które z kolei oddziałują z parą wodną, ​​a powstałe kwasy siarkowy H2SO4 i kwas azotowy HNO3 opadają na powierzchnię Ziemi w formie tzw. kwaśny deszcz. Korzystanie z silników wewnętrzne spalanie prowadzi do znacznego zanieczyszczenia atmosfery tlenkami azotu, węglowodorami i związkami ołowiu (tetraetyloołowiu) Pb(CH3CH2)4.

Zanieczyszczenie atmosfery aerozolami ma zarówno przyczyny naturalne (erupcje wulkanów, burze piaskowe, porywanie kropelek woda morska i pyłki roślin itp.), oraz działalność gospodarcza ludzie (wydobycie rudy i materiały budowlane, spalanie paliw, produkcja cementu itp.). Jednym z nich jest intensywna, wielkoskalowa emisja cząstek stałych do atmosfery możliwe przyczyny zmiany klimatu planety.

(Odwiedziono 156 razy, 1 wizyty dzisiaj)

Atmosfera jest powłoką powietrzną Ziemi. Rozciąga się do 3000 km od powierzchni ziemi. Jego ślady można prześledzić na wysokościach do 10 000 km. A. ma nierównomierną gęstość 50 5, jego masy skupiają się do 5 km, 75% - do 10 km, 90% - do 16 km.

Atmosfera składa się z powietrza - mieszanka mechaniczna kilka gazów.

Azot(78%) w atmosferze pełni rolę rozcieńczalnika tlenu, regulując szybkość utleniania, a co za tym idzie szybkość i intensywność procesów biologicznych. Azot – główny element atmosfera ziemska, która stale wymienia się z żywą materią biosfery, oraz składniki te ostatnie to związki azotu (aminokwasy, puryny itp.). Azot jest wydobywany z atmosfery drogami nieorganicznymi i biochemicznymi, chociaż są one ze sobą ściśle powiązane. Ekstrakcja nieorganiczna wiąże się z tworzeniem jej związków N 2 O, N 2 O 5, NO 2, NH 3. Występują w opadach atmosferycznych i powstają w atmosferze pod wpływem wyładowań elektrycznych podczas burz lub reakcji fotochemicznych pod wpływem promieniowania słonecznego.

Biologiczne wiązanie azotu przeprowadzane jest przez niektóre bakterie w symbiozie z Wyższe rośliny w glebach. Azot jest także wiążący w środowisku morskim przez niektóre mikroorganizmy planktonowe i glony. W ilościowo biologiczne wiązanie azotu przewyższa jego wiązanie nieorganiczne. Wymiana całego azotu w atmosferze następuje w ciągu około 10 milionów lat. Azot występuje w gazach pochodzenia wulkanicznego i skałach magmowych. Podczas podgrzewania różnych próbek skał krystalicznych i meteorytów uwalniany jest azot w postaci cząsteczek N 2 i NH 3. Jednak główna forma obecności azotu, zarówno na Ziemi, jak i na planetach ziemskich, ma charakter molekularny. Amoniak przedostający się do górnych warstw atmosfery szybko się utlenia, uwalniając azot. W skałach osadowych jest zakopywany razem z materią organiczną, a w większych ilościach występuje w osadach bitumicznych. Podczas regionalnego metamorfizmu tych skał azot w różne formy uwalniane do atmosfery ziemskiej.

Geochemiczny cykl azotu (

Tlen(21%) jest wykorzystywany przez organizmy żywe do oddychania i wchodzi w skład materii organicznej (białka, tłuszcze, węglowodany). Ozon O3. opóźnia niszczące życie promieniowanie ultrafioletowe ze Słońca.

Tlen jest drugim pod względem rozpowszechnienia gazem w atmosferze, odgrywającym niezwykle ważną rolę w wielu procesach zachodzących w biosferze. Dominującą formą jego istnienia jest O 2. W górnych warstwach atmosfery pod wpływem promieniowania ultrafioletowego następuje dysocjacja cząsteczek tlenu, a na wysokości około 200 km stosunek tlenu atomowego do cząsteczkowego (O:O2) staje się równy 10. Kiedy te formy tlenu oddziałują w atmosferze (na wysokości 20-30 km), pas ozonowy (ekran ozonowy). Ozon (O 3) jest niezbędny organizmom żywym, blokując większość szkodliwego dla nich promieniowania ultrafioletowego Słońca.

We wczesnych stadiach rozwoju Ziemi wolny tlen pojawiał się w bardzo małych ilościach w wyniku fotodysocjacji cząsteczek dwutlenku węgla i wody w górnych warstwach atmosfery. Jednak te niewielkie ilości zostały szybko zużyte przez utlenianie innych gazów. Wraz z pojawieniem się w oceanie autotroficznych organizmów fotosyntetycznych sytuacja uległa znacznej zmianie. Ilość wolnego tlenu w atmosferze zaczęła stopniowo wzrastać, aktywnie utleniając wiele składników biosfery. Zatem pierwsze porcje wolnego tlenu przyczyniły się przede wszystkim do przejścia żelaznych form żelaza w formy tlenkowe, a siarczków w siarczany.

Ostatecznie ilość wolnego tlenu w atmosferze ziemskiej osiągnęła określoną masę i została zbilansowana w taki sposób, że ilość wytworzona zrównała się z ilością pochłoniętą. Ustalono względną stałą zawartość wolnego tlenu w atmosferze.

Geochemiczny cykl tlenowy (VA Wroński, G.V. Wojtkiewicz)

Dwutlenek węgla, wchodzi w skład żywej materii i wraz z parą wodną tworzy tzw. „efekt cieplarniany (szklarniowy)”.

Węgiel (dwutlenek węgla) – większość w atmosferze występuje w postaci CO 2 i znacznie mniej w postaci CH 4. Znaczenie historii geochemicznej węgla w biosferze jest niezwykle duże, ponieważ jest on częścią wszystkich żywych organizmów. W organizmach żywych przeważają formy zredukowane węgla, natomiast w środowisku biosfery dominują formy utlenione. W ten sposób zachodzi wymiana chemiczna koło życia: CO 2 ↔ materia żywa.

Źródłem pierwotnego dwutlenku węgla w biosferze jest aktywność wulkaniczna związana z okresowym odgazowaniem płaszcza i dolnych poziomów skorupy ziemskiej. Część tego dwutlenku węgla powstaje podczas rozkładu termicznego starożytnych wapieni w różnych strefach metamorficznych. Migracja CO 2 do biosfery odbywa się na dwa sposoby.

Pierwsza metoda wyraża się w absorpcji CO 2 podczas fotosyntezy z utworzeniem substancji organicznych, a następnie zakopaniem w sprzyjających warunkach redukujących w litosferze w postaci torfu, węgla, ropy i łupków bitumicznych. Według drugiej metody migracja węgla prowadzi do powstania układu węglanowego w hydrosferze, w którym CO 2 zamienia się w H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2. Następnie przy udziale wapnia (rzadziej magnezu i żelaza) węglany odkładają się drogami biogennymi i abiogennymi. Pojawiają się grube warstwy wapienia i dolomitu. Według A.B. Ronova stosunek węgla organicznego (Corg) do węgla węglanowego (Ccarb) w historii biosfery wynosił 1:4.

Oprócz globalnego obiegu węgla istnieje również szereg małych obiegów węgla. Tak więc na lądzie rośliny zielone w ciągu dnia absorbują CO 2 w procesie fotosyntezy, a nocą uwalniają go do atmosfery. Wraz ze śmiercią organizmów żywych na powierzchni ziemi następuje utlenianie substancji organicznych (przy udziale mikroorganizmów) wraz z uwolnieniem CO 2 do atmosfery. W ostatnie dziesięciolecia Szczególne miejsce w obiegu węgla zajmuje masowe spalanie paliw kopalnych i wzrost ich zawartości w nowoczesna atmosfera.

Cykl węglowy w koperta geograficzna(za F. Ramadem, 1981)

Argon- trzeci najbardziej rozpowszechniony gaz atmosferyczny, co ostro odróżnia go od niezwykle rzadko rozmieszczonych innych gazów obojętnych. Jednak argon w swojej historii geologicznej dzieli los tych gazów, które charakteryzują się dwiema cechami:

1. nieodwracalność ich akumulacji w atmosferze;
2. ścisły związek z rozpad radioaktywny pewne niestabilne izotopy.

Gazy obojętne znajdują się poza cyklem większości pierwiastków cyklicznych w biosferze Ziemi.

Wszystkie gazy obojętne można podzielić na pierwotne i radiogenne. Do podstawowych zaliczają się te, które zostały przechwycone przez Ziemię w okresie jej powstawania. Są niezwykle rzadkie. Podstawową część argonu reprezentują głównie izotopy 36 Ar i 38 Ar, natomiast argon atmosferyczny składa się wyłącznie z izotopu 40 Ar (99,6%), który niewątpliwie jest radiogenny. W skałach zawierających potas nastąpiło i nadal występuje nagromadzenie radiogennego argonu w wyniku rozpadu potasu-40 poprzez wychwyt elektronów: 40 K + e → 40 Ar.

Dlatego o zawartości argonu w skałach decyduje ich wiek i zawartość potasu. W tym zakresie stężenie helu w skałach jest funkcją ich wieku oraz zawartości toru i uranu. Argon i hel przedostają się do atmosfery z wnętrzności ziemi podczas erupcji wulkanów, przez pęknięcia w skorupie ziemskiej w postaci strumieni gazu, a także podczas wietrzenia skał. Według obliczeń P. Dimona i J. Culpa hel i argon w czasach nowożytnych gromadzą się w skorupie ziemskiej i w stosunkowo małych ilościach przedostają się do atmosfery. Szybkość przedostawania się tych radiogennych gazów jest tak mała, że ​​w historii geologicznej Ziemi nie była w stanie zapewnić ich obserwowanej zawartości we współczesnej atmosferze. Dlatego należy założyć, że większość argonu w atmosferze pochodziła z wnętrza Ziemi na najwcześniejszych etapach jej rozwoju, a znacznie mniej została dodana później w procesie wulkanizmu i podczas wietrzenia skał zawierających potas .

Tak więc w czasie geologicznym hel i argon ulegały przemianom różne procesy migracja. W atmosferze jest bardzo mało helu (około 5 * 10 -4%), a „oddychanie helem” Ziemi było lżejsze, ponieważ jako najlżejszy gaz odparował w przestrzeń kosmiczną. A „oddychanie argonem” było ciężkie i argon pozostawał w granicach naszej planety. Większość pierwotnych gazów szlachetnych, takich jak neon i ksenon, kojarzono z pierwotnym neonem wychwyconym przez Ziemię podczas jej powstawania, a także z uwolnieniem podczas odgazowania płaszcza do atmosfery. Całość danych dotyczących geochemii gazów szlachetnych wskazuje, że pierwotna atmosfera Ziemi powstała już na samym początku wczesne stadia jego rozwoju.

Atmosfera zawiera para wodna I woda w stanie ciekłym i stałym. Woda w atmosferze jest ważnym akumulatorem ciepła.

Dolne warstwy atmosfery zawierają dużą ilość pyłów i aerozoli mineralnych i technogennych, produktów spalania, soli, zarodników i pyłków itp.

Do wysokości 100-120 km, w wyniku całkowitego wymieszania powietrza, skład atmosfery jest jednorodny. Stosunek azotu do tlenu jest stały. Powyżej dominują gazy obojętne, wodór itp. W dolnych warstwach atmosfery występuje para wodna. Wraz z odległością od ziemi jego zawartość maleje. Im wyższy stosunek gazów zmienia się, na przykład na wysokości 200–800 km, tlen przeważa nad azotem 10–100 razy.

Tlen odgrywa bardzo ważną rolę w życiu naszej planety. Jest wykorzystywana przez organizmy żywe do oddychania i wchodzi w skład materii organicznej (białek, tłuszczów, węglowodanów). Warstwa ozonowa atmosfery (O 3) zatrzymuje promieniowanie słoneczne niebezpieczne dla istnienia życia.

Zawartość tlenu w atmosferze ziemskiej wynosi około 21%. Jest to drugi po azocie gaz występujący w atmosferze. W atmosferze występuje w postaci cząsteczek O 2 . Jednakże w górnych warstwach atmosfery tlen rozkłada się na atomy (proces dysocjacji) i na wysokości około 200 km stosunek tlenu atomowego do cząsteczkowego wynosi około 1:10.

W górnych warstwach atmosfery ziemskiej pod wpływem promieniowania słonecznego powstaje ozon (O 3). Warstwa ozonowa atmosfery chroni organizmy żywe przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym.

Ewolucja zawartości tlenu w atmosferze ziemskiej.

Na samym początku rozwoju Ziemi w atmosferze było bardzo mało wolnego tlenu. Powstał w górnych warstwach atmosfery podczas fotodysocjacji dwutlenku węgla i wody. Ale prawie cały powstały tlen został zużyty na utlenianie innych gazów i wchłonięty przez skorupę ziemską.

Na pewnym etapie rozwoju Ziemi jej atmosfera węglowa zamieniła się w atmosferę azotowo-tlenową. Zawartość tlenu w atmosferze zaczęła gwałtownie rosnąć wraz z pojawieniem się w oceanie autotroficznych organizmów fotosyntetycznych. Wzrost zawartości tlenu w atmosferze doprowadził do utlenienia wielu składników biosfery. Początkowo tlen w morzach prekambryjskich był absorbowany przez żelazo żelazne, jednak gdy zawartość rozpuszczonego żelaza w oceanach znacznie spadła, tlen zaczął gromadzić się w hydrosferze, a następnie w atmosferze ziemskiej.

Wzrastała rola procesów biochemicznych materii żywej w biosferze w tworzeniu tlenu. Wraz z pojawieniem się pokrywy roślinnej na kontynentach nowoczesna scena w rozwoju atmosfery ziemskiej. W atmosferze ziemskiej ustalono stałą zawartość wolnego tlenu.

Obecnie ilość tlenu w atmosferze ziemskiej jest zbilansowana w taki sposób, że ilość wytworzonego tlenu jest równa ilości pochłoniętego. Utrata tlenu w atmosferze w wyniku procesów oddychania, rozkładu i spalania jest kompensowana tlenem uwalnianym podczas fotosyntezy.

Cykl tlenowy w przyrodzie.

Geochemiczny cykl tlenowyłączy powłokę gazową i ciekłą ze skorupą ziemską.

Jego główne punkty:

• uwalnianie wolnego tlenu podczas fotosyntezy,
• utlenianie pierwiastków chemicznych,
• przedostawanie się związków skrajnie utlenionych do głębokich stref skorupy ziemskiej i ich częściowa redukcja, w tym za sprawą związków węgla,
• usuwanie tlenku węgla i wody na powierzchnię skorupy ziemskiej oraz
• ich udział w reakcji fotosyntezy.

Ryż. 1. Schemat cyklu tlenowego w postaci niezwiązanej.

Taki był artykuł Tlen w atmosferze ziemskiej wynosi 21%. ". Czytaj: „Dwutlenek węgla w atmosferze ziemskiej”.

Artykuły na temat "Atmosfera Ziemi":

• Wpływ atmosfery ziemskiej na organizm człowieka wraz ze wzrostem wysokości.
• Wysokość i granice atmosfery ziemskiej.

Od istnienia życia zależy od niego komfort i bezpieczeństwo wszystkich organizmów. Wskaźniki gazów w mieszaninie są decydujące dla badania obszarów problemowych lub obszarów korzystnych dla środowiska.

Informacje ogólne

Termin „atmosfera” odnosi się do warstwy gazu otaczającej naszą planetę i wiele innych ciał niebieskich we Wszechświecie. Tworzy powłokę, która wznosi się kilkaset kilometrów nad Ziemią. Kompozycja zawiera różne gazy, z których głównym jest tlen.

Atmosferę charakteryzuje:

• Heterogeniczność z fizycznego punktu widzenia.
• Zwiększona dynamika.
• Zależy od czynniki biologiczne(duża podatność na zdarzenia niepożądane).

Główny wpływ na skład i procesy go zmieniające mają istoty żywe (w tym mikroorganizmy). Procesy te zachodzą od momentu powstania atmosfery – kilka miliardów lat. Powłoka ochronna planety styka się z takimi formacjami, jak litosfera i hydrosfera, a górne granice są określone przez wysoka precyzja trudne, naukowcy mogą podać jedynie wartości przybliżone. Atmosfera przechodzi do przestrzeni międzyplanetarnej w egzosferze - na wysokości
500-1000 km od powierzchni naszej planety, niektóre źródła podają liczbę 3000 km.

Znaczenie atmosfery dla życia na Ziemi jest ogromne, ponieważ chroni ona planetę przed zderzeniami z ciałami kosmicznymi i zapewnia optymalne wskaźniki powstawania i rozwoju życia w jego różnych formach.
Skład powłoki ochronnej:

• Azot – 78%.
• Tlen – 20,9%.
• Mieszanka gazowa – 1,1% (tę część tworzą substancje takie jak ozon, argon, neon, hel, metan, krypton, wodór, ksenon, dwutlenek węgla, para wodna).

Mieszanka gazowa pełni ważną funkcję - pochłania nadmiar energii słonecznej. Skład atmosfery zmienia się w zależności od wysokości – na wysokości 65 km od powierzchni Ziemi będzie zawierała azot
już 86%, tlen – tylko 19%.

Składniki atmosfery

Pozwala na to zróżnicowany skład atmosfery ziemskiej różne funkcje i chronić życie na planecie. Jego główne elementy:

• Dwutlenek węgla (CO₂) jest integralnym składnikiem biorącym udział w procesie odżywiania roślin (fotosynteza). Uwalnia się do atmosfery w wyniku oddychania wszystkich żywych organizmów, rozkładu i spalania substancji organicznych. Jeśli zniknie dwutlenek węgla, rośliny wraz z nim przestaną istnieć.
• Tlen (O₂) – zapewnia optymalne środowisko do życia wszystkich organizmów na planecie i jest niezbędny do oddychania. Wraz z jego zniknięciem życie przestanie istnieć dla 99% organizmów na planecie.
• Ozon (O 3) to gaz pełniący rolę naturalnego pochłaniacza promieniowania ultrafioletowego emitowanego przez promieniowanie słoneczne. Jego nadmiar negatywnie wpływa na organizmy żywe. Gaz tworzy w atmosferze specjalną warstwę – osłonę ozonową. Pod wpływem warunków zewnętrznych i działalności człowieka zaczyna ona stopniowo ulegać degradacji, dlatego ważne jest podjęcie działań mających na celu odbudowę warstwy ozonowej naszej planety, aby zachować na niej życie.

W atmosferze znajduje się także para wodna, która decyduje o wilgotności powietrza. Procent tego składnika zależy od różnych czynników. Wpływem:

• Wskaźniki temperatury powietrza.
• Położenie obszaru (terytorium).
• Sezonowość.

Wpływa na ilość pary wodnej i temperaturę - jeśli jest niska, to stężenie nie przekracza 1%, jeśli jest podwyższone, sięga 3-4%.
Dodatkowo atmosfera ziemska zawiera zanieczyszczenia stałe i płynne – sadzę, popiół, sól morska, różne mikroorganizmy, kurz, krople wody.

Atmosfera: jej warstwy

Aby w pełni zrozumieć, dlaczego ta gazowa powłoka jest dla nas tak cenna, konieczna jest znajomość warstwowej struktury atmosfery ziemskiej. Wyróżniają się składem i gęstością mieszanina gazów nie są takie same na różnych wysokościach. Każda warstwa różni się składem chemicznym i funkcjami. Warstwy atmosferyczne ziemi powinny być ułożone w następującej kolejności:

Troposfera położona jest najbliżej powierzchni Ziemi. Wysokość tej warstwy sięga 16-18 km w strefach tropikalnych i średnio 9 km nad biegunami. W tej warstwie koncentruje się do 90% całej pary wodnej. To w troposferze zachodzi proces powstawania chmur. Obserwuje się tu również ruch powietrza, turbulencje i konwekcję. Temperatury są zróżnicowane i wahają się od +45 do -65 stopni - odpowiednio w tropikach i na biegunach. Przy wzroście o 100 metrów temperatura spada o 0,6 stopnia. Za procesy cykloniczne odpowiada troposfera, na skutek akumulacji pary wodnej i powietrza. W związku z tym poprawną odpowiedzią na pytanie, jak nazywa się warstwa atmosfery ziemskiej, w której rozwijają się cyklony i antycyklony, będzie nazwa tej warstwy atmosferycznej.

Stratosfera - ta warstwa znajduje się na wysokości 11-50 km od powierzchni planety. W dolnej strefie temperatury osiągają wartości -55. W stratosferze występuje strefa inwersji – granica pomiędzy tą warstwą a następną, zwana mezosferą. Temperatury osiągają wartości +1 stopnia. Samoloty latają w dolnej stratosferze.

Warstwa ozonowa to niewielki obszar na granicy stratosfery i mezosfery, ale to właśnie warstwa ozonowa atmosfery chroni całe życie na Ziemi przed skutkami promieniowania ultrafioletowego. Oddziela także wygodne i korzystne warunki za istnienie żywych organizmów i trudne warunki kosmiczne, bez których nie da się przetrwać specjalne warunki nawet bakterie. Powstał w wyniku oddziaływania składników organicznych i tlenu, z którym ma kontakt promieniowanie ultrafioletowe i ulega reakcji fotochemicznej, w wyniku której powstaje gaz zwany ozonem. Ponieważ ozon pochłania promieniowanie ultrafioletowe, ogrzewa atmosferę, utrzymując optymalne warunki do życia w zwykłej formie. W związku z tym ozon powinien odpowiedzieć na pytanie: jaka warstwa gazu chroni Ziemię przed promieniowaniem kosmicznym i nadmiernym promieniowaniem słonecznym?

Rozpatrując warstwy atmosfery w kolejności od powierzchni Ziemi, należy zauważyć, że następna jest mezosfera. Znajduje się na wysokości 50-90 km od powierzchni planety. Wskaźniki temperatury – od 0 do -143 stopni (dolna i górna granica). Chroni Ziemię przed meteorytami, które spalają się podczas przelotu
jest to zjawisko blasku powietrza. Ciśnienie gazu w tej części atmosfery jest niezwykle niskie, co nie pozwala nam na pełne zbadanie mezosfery specjalny sprzęt, w tym satelity i sondy, nie mogą tam działać.

Termosfera to warstwa atmosfery położona na wysokości 100 km nad poziomem morza. Jest to dolna granica, zwana linią Karmana. Naukowcy warunkowo ustalili, że przestrzeń zaczyna się tutaj. Bezpośrednia grubość termosfery sięga 800 km. Temperatury sięgają 1800 stopni, ale zachowaj obudowę statek kosmiczny a rakiety pozostają nienaruszone dzięki niskiemu stężeniu powietrza. W tej warstwie atmosfery ziemskiej jest to coś wyjątkowego
zjawisko - zorza polarna - specjalny rodzaj blask, który można zaobserwować w niektórych regionach planety. Pojawiają się w wyniku oddziaływania kilku czynników - jonizacji powietrza oraz wpływu promieniowania kosmicznego i promieniowania na nie.

Która warstwa atmosfery jest najdalej od Ziemi - egzosfera. Występuje tutaj strefa dyspersji powietrza, ponieważ stężenie gazów jest niewielkie, w wyniku czego stopniowo uciekają one poza atmosferę. Warstwa ta położona jest na wysokości 700 km nad powierzchnią Ziemi. Główny element tworzący
Ta warstwa to wodór. W stanie atomowym można znaleźć substancje takie jak tlen czy azot, które pod wpływem promieniowania słonecznego zostaną silnie zjonizowane.
Wymiary egzosfery Ziemi sięgają 100 tysięcy km od planety.

Badając warstwy atmosfery w kolejności od powierzchni ziemi, ludzie otrzymali wiele cennych informacji, które pomagają w rozwoju i doskonaleniu możliwości technologicznych. Niektóre fakty są zaskakujące, ale to właśnie ich obecność umożliwiła pomyślny rozwój żywych organizmów.

Wiadomo, że masa atmosfery wynosi ponad 5 biliardów ton. Warstwy są w stanie przenosić dźwięki na odległość do 100 km od powierzchni planety; powyżej tej właściwości zanika wraz ze zmianą składu gazów.
Ruchy atmosferyczne istnieją, ponieważ ogrzewanie Ziemi jest zmienne. Powierzchnia na biegunach jest zimna, a bliżej tropików wzrasta temperatura na wskaźniki ogrzewania, pod wpływem wirów cyklonowych, pór roku i pory dnia. Wykorzystując do tego celu barometr, można określić siłę ciśnienia atmosferycznego. W wyniku obserwacji naukowcy ustalili, że obecność warstwy ochronne pozwala zapobiegać codziennemu kontaktowi z powierzchnią planety meteorytów o łącznej masie 100 ton.

Ciekawostką jest to, że skład powietrza (mieszanina gazów w warstwach) pozostawał niezmieniony przez długi okres czasu – znanych jest kilkaset milionów lat. Znaczące zmiany zaszły w ostatnich stuleciach - odkąd ludzkość doświadczyła znacznego wzrostu produkcji.

Ciśnienie wywierane przez atmosferę wpływa na samopoczucie ludzi. Wskaźniki 760 mm są uważane za normalne dla 90% rtęć, wartość ta powinna występować przy 0 stopniach. Należy wziąć pod uwagę, że wartość ta obowiązuje dla tych obszarów lądu, w których poziom morza przechodzi w tym samym paśmie (bez spadków). Im większa wysokość, tym niższe będzie ciśnienie. Zmienia się również podczas przejścia cyklonów, ponieważ zmiany zachodzą nie tylko w pionie, ale także w poziomie.

Strefa fizjologiczna atmosfery ziemskiej wynosi 5 km; po przekroczeniu tego znaku osoba zaczyna doświadczać szczególnego stanu - głodu tlenu. Podczas tego procesu 95% osób doświadcza wyraźnego spadku wydajności, a samopoczucie nawet przygotowanej i przeszkolonej osoby również znacznie się pogarsza.

Dlatego tak ważna dla życia na Ziemi jest atmosfera – ludzie i większość organizmów żywych nie mogą istnieć bez tej mieszaniny gazów. Dzięki ich obecności możliwe stało się rozwinięcie tego, co znane nowoczesne społeczeństwożycie na Ziemi. Należy ocenić szkody spowodowane działalnością przemysłową, przeprowadzić działania oczyszczające powietrze w celu zmniejszenia stężenia niektórych rodzajów gazów i wprowadzić te, które nie są wystarczające do normalnego składu. Ważne jest, aby pomyśleć już teraz o dalszych środkach mających na celu zachowanie i odtworzenie warstw atmosferycznych w celu ich zachowania optymalne warunki dla przyszłych pokoleń.