Čo zahŕňa atmosféru. čo je atmosféra? Zemská atmosféra: štruktúra, význam. Pretrvávajúce polárne červené oblúky

Dnes si v rámci nášho článku povieme o jednej z najdôležitejších vrstiev nášho nebeského telesa, zemskej atmosfére, a dáme odpovede na mnohé obľúbené otázky o tomto plynnom obale.

Čo je atmosféra

Atmosféra je jednou z vrstiev našej planéty, ktorá nie je ničím iným ako obalom plynu. Naša atmosféra je držaná na mieste gravitáciou a gravitáciou. Naša atmosféra sa v podstate skladá z kyslíka a oxidu uhličitého.

Prečo sa atmosféra nazýva pancier Zeme

Plynová vrstva škrupiny našej planéty sa často bežne nazýva naše neviditeľné brnenie. A odpoveď na otázku o pôvode takéhoto názvu je celkom jednoduchá, pretože práve zemská atmosféra je našou ochranou pred meteoritmi a inými vesmírnymi telesami, ktoré môžu spadnúť na povrch. Okrem toho nás atmosféra chráni aj pred lúčmi žiarenia, ktoré vyžaruje slnko. Nie sú schopné prejsť cez vrstvu plynu a poškodiť ľudstvo.

Je známe, že meteority môžu padať v smere k Zemi, no mnohé z nich sa jednoducho vznietia a nedosiahnu povrch. A ak hovoríme o tom, prečo sa meteorit letiaci zemskou atmosférou zahrieva, potom je odpoveď tiež veľmi jednoduchá. Pri vstupe do atmosféry sa kvôli veľmi slušnému tempu pádu a kvôli treniu vytvorenému medzi atmosférou a samotným kozmickým telesom zahreje a jednoducho sa zapáli.

Prečo existuje atmosféra: ako sa objavila

Existuje aj taká otázka, prečo vôbec existuje atmosféra, prečo rotuje s našou planétou a nevyparuje sa do vesmíru. A tu nie sú žiadne tajomstvá z moderných myslí ľudstva, ľudia už dlho dostali odpoveď na túto otázku.

Najprv musíte odpovedať, prečo sa atmosféra otáča so Zemou. Faktom je, že tu opäť vstupuje do hry sila univerzálnej gravitácie, gravitácie, ktorá udržuje našu atmosféru v polohe, v ktorej sa nachádza. To, čo bolo povedané vyššie, je však celkom vhodné ako odpoveď na otázku, prečo sa zemská atmosféra nevyparí do vesmíru.

Prečo v atmosfére nie je vodík?

Rozšíreným faktom je informácia, že vodík v našej atmosfére takmer úplne chýba. Dôvodom tohto javu bolo, že jeho molekuly sú veľmi ľahké - rýchlo sa vyparuje do vesmíru a jeho podiel v atmosférickej vrstve Zeme je minimálny.

Atmosféra (zo starej gréčtiny ἀτμός - para a σφαῖρα - guľa) je plynový obal (geosféra) obklopujúci planétu Zem. Jeho vnútorný povrch pokrýva hydrosféru a čiastočne aj zemskú kôru, vonkajší hraničí s blízkozemskou časťou kozmického priestoru.

Súbor odborov fyziky a chémie, ktoré študujú atmosféru, sa zvyčajne nazýva fyzika atmosféry. Atmosféra určuje počasie na povrchu Zeme, meteorológia študuje počasie a klimatológia sa zaoberá dlhodobými klimatickými zmenami.

Fyzikálne vlastnosti

Hrúbka atmosféry je asi 120 km od povrchu Zeme. Celková hmotnosť vzduchu v atmosfére je (5,1-5,3) 1018 kg. Z toho hmotnosť suchého vzduchu je (5,1352 ± 0,0003) · 1018 kg, celková hmotnosť vodnej pary je v priemere 1,27 · 1016 kg.

Molárna hmotnosť čistého suchého vzduchu je 28,966 g/mol, hustota vzduchu na hladine mora je približne 1,2 kg/m3. Tlak pri 0 ° C na hladine mora je 101,325 kPa; kritická teplota - -140,7 ° C (~ 132,4 K); kritický tlak - 3,7 MPa; Cp pri 0 °C - 1,0048 103 J/ (kg K), Cv - 0,7159 103 J/ (kg K) (pri 0 °C). Rozpustnosť vzduchu vo vode (hmotnostne) pri 0 °C - 0,0036 %, pri 25 °C - 0,0023 %.

Pre "normálne podmienky" na zemskom povrchu sa berú: hustota 1,2 kg / m3, barometrický tlak 101,35 kPa, teplota plus 20 ° C a relatívna vlhkosť 50%. Tieto podmienené ukazovatele majú čisto technický význam.

Chemické zloženie

Atmosféra Zeme vznikla v dôsledku uvoľňovania plynov pri sopečných erupciách. So vznikom oceánov a biosféry vznikla aj výmenou plynov s vodou, rastlinami, živočíchmi a produktmi ich rozkladu v pôdach a močiaroch.

Atmosféru Zeme v súčasnosti tvoria najmä plyny a rôzne nečistoty (prach, kvapôčky vody, ľadové kryštály, morské soli, splodiny horenia).

Koncentrácia plynov, ktoré tvoria atmosféru, je prakticky konštantná, s výnimkou vody (H2O) a oxidu uhličitého (CO2).

Zloženie suchého vzduchu


Dusík
Kyslík
argón
Voda
Oxid uhličitý
Neon
hélium
metán
Krypton
Vodík
xenón
Oxid dusný

Okrem plynov uvedených v tabuľke obsahuje atmosféra v malých množstvách SO2, NH3, CO, ozón, uhľovodíky, HCl, HF, Hg, I2, ako aj NO a mnoho ďalších plynov. V troposfére sa neustále nachádza veľké množstvo suspendovaných pevných a kvapalných častíc (aerosólov).

Štruktúra atmosféry

Troposféra

Jeho horná hranica je v nadmorskej výške 8-10 km v polárnych, 10-12 km v miernych a 16-18 km v tropických zemepisných šírkach; v zime nižšia ako v lete. Spodná, hlavná vrstva atmosféry obsahuje viac ako 80 % celkovej hmotnosti atmosférického vzduchu a asi 90 % všetkej vodnej pary v atmosfére. V troposfére sú vysoko rozvinuté turbulencie a konvekcia, objavujú sa oblaky, vznikajú cyklóny a anticyklóny. Teplota klesá so stúpajúcou nadmorskou výškou s priemerným vertikálnym gradientom 0,65°/100 m

Tropopauza

Prechodná vrstva z troposféry do stratosféry, vrstva atmosféry, v ktorej sa s výškou zastavuje pokles teploty.

Stratosféra

Vrstva atmosféry sa nachádza vo výške 11 až 50 km. Mierna zmena teploty vo vrstve 11-25 km (spodná vrstva stratosféry) a jej zvýšenie vo vrstve 25-40 km z -56,5 na 0,8 °C (horná vrstva stratosféry alebo inverzná oblasť) sú charakteristické. Po dosiahnutí hodnoty asi 273 K (takmer 0 °C) vo výške asi 40 km zostáva teplota konštantná až do výšky asi 55 km. Táto oblasť konštantnej teploty sa nazýva stratopauza a je hranicou medzi stratosférou a mezosférou.

Stratopauza

Hraničná vrstva atmosféry medzi stratosférou a mezosférou. Vertikálne rozloženie teploty má maximum (asi 0 °C).

mezosféra

Mezosféra začína v nadmorskej výške 50 km a siaha až do 80-90 km. Teplota klesá s výškou s priemerným vertikálnym gradientom (0,25-0,3) ° / 100 m Hlavným energetickým procesom je prenos tepla sálaním. Zložité fotochemické procesy zahŕňajúce voľné radikály, vibračne excitované molekuly atď. spôsobujú žiaru atmosféry.

Mezopauza

Prechodná vrstva medzi mezosférou a termosférou. Vo vertikálnom rozložení teplôt je minimum (asi -90 °C).

Pocket Line

Výška nad hladinou mora, ktorá sa bežne považuje za hranicu medzi zemskou atmosférou a vesmírom. Podľa definície FAI je línia Karman 100 km nad morom.

Hranica zemskej atmosféry

Termosféra

Horná hranica je asi 800 km. Teplota stúpa do nadmorských výšok 200-300 km, kde dosahuje hodnoty rádovo 1500 K, potom zostáva takmer konštantná až do vysokých nadmorských výšok. Pod vplyvom ultrafialového a röntgenového slnečného žiarenia a kozmického žiarenia dochádza k ionizácii vzduchu ("polárne svetlá") - hlavné oblasti ionosféry ležia vo vnútri termosféry. Vo výškach nad 300 km prevláda atómový kyslík. Horná hranica termosféry je do značnej miery určená aktuálnou aktivitou Slnka. V obdobiach nízkej aktivity – napríklad v rokoch 2008 – 2009 – dochádza k výraznému poklesu veľkosti tejto vrstvy.

Termopauza

Oblasť atmosféry susediaca s vrcholom termosféry. V tejto oblasti je absorpcia slnečného žiarenia zanedbateľná a teplota sa v skutočnosti s nadmorskou výškou nemení.

Exosféra (Orb of Dispersion)

Exosféra je rozptylová zóna, vonkajšia časť termosféry, ktorá sa nachádza nad 700 km. Plyn v exosfére je veľmi riedky a odtiaľ prichádza únik jeho častíc do medziplanetárneho priestoru (disipácia).

Do výšky 100 km je atmosféra homogénna, dobre premiešaná zmes plynov. Vo vyšších vrstvách závisí rozloženie plynov po výške od ich molekulových hmotností, koncentrácia ťažších plynov klesá rýchlejšie so vzdialenosťou od zemského povrchu. V dôsledku poklesu hustoty plynov klesá teplota z 0 °C v stratosfére na -110 °C v mezosfére. Kinetická energia jednotlivých častíc však vo výškach 200-250 km zodpovedá teplote ~ 150 °C. Nad 200 km sú pozorované výrazné výkyvy teploty a hustoty plynov v čase a priestore.

Vo výške asi 2000-3500 km exosféra postupne prechádza do takzvaného blízkovesmírneho vákua, ktoré je vyplnené vysoko riedkymi časticami medziplanetárneho plynu, najmä atómami vodíka. Tento plyn je však len zlomkom medziplanetárnej hmoty. Ďalšiu časť tvoria prachové častice kometárneho a meteorického pôvodu. Okrem extrémne riedkych prachových častíc do tohto priestoru preniká elektromagnetické a korpuskulárne žiarenie slnečného a galaktického pôvodu.

Troposféra predstavuje asi 80% hmotnosti atmosféry, stratosféra - asi 20%; hmotnosť mezosféry nie je väčšia ako 0,3 %, termosféra je menšia ako 0,05 % z celkovej hmotnosti atmosféry. Na základe elektrických vlastností v atmosfére sa rozlišuje neutrosféra a ionosféra. V súčasnosti sa predpokladá, že atmosféra siaha do nadmorskej výšky 2000-3000 km.

V závislosti od zloženia plynu v atmosfére sa rozlišuje homosféra a heterosféra. Heterosféra je oblasť, kde gravitácia ovplyvňuje separáciu plynov, pretože ich miešanie v tejto výške je zanedbateľné. Preto premenlivé zloženie heterosféry. Pod ním leží dobre premiešaná časť atmosféry, homogénneho zloženia, nazývaná homosféra. Hranica medzi týmito vrstvami sa nazýva turbopauza, leží vo výške asi 120 km.

Ďalšie vlastnosti atmosféry a účinky na ľudský organizmus

Už v nadmorskej výške 5 km nad morom sa u netrénovaného človeka rozvinie hladovanie kyslíkom a bez prispôsobenia sa výrazne znižuje pracovná schopnosť človeka. Tu končí fyziologická zóna atmosféry. Ľudské dýchanie sa stáva nemožným vo výške 9 km, hoci atmosféra obsahuje kyslík až do výšky asi 115 km.

Atmosféra nám dodáva kyslík, ktorý potrebujeme na dýchanie. V dôsledku poklesu celkového tlaku atmosféry pri stúpaní do nadmorskej výšky sa však zodpovedajúcim spôsobom znižuje aj parciálny tlak kyslíka.

Ľudské pľúca neustále obsahujú asi 3 litre alveolárneho vzduchu. Parciálny tlak kyslíka v alveolárnom vzduchu pri normálnom atmosférickom tlaku je 110 mm Hg. Art., tlak oxidu uhličitého je 40 mm Hg. Art., a vodná para - 47 mm Hg. čl. So zvyšujúcou sa nadmorskou výškou tlak kyslíka klesá a celkový tlak vodnej pary a oxidu uhličitého v pľúcach zostáva takmer konštantný - asi 87 mm Hg. čl. Tok kyslíka do pľúc sa úplne zastaví, keď sa tlak okolitého vzduchu vyrovná tejto hodnote.

Vo výške asi 19-20 km klesá atmosférický tlak na 47 mm Hg. čl. Preto v tejto výške začne v ľudskom tele vrieť voda a intersticiálna tekutina. Mimo pretlakovej kabíny v týchto výškach nastáva smrť takmer okamžite. Z hľadiska fyziológie človeka teda „vesmír“ začína už vo výške 15-19 km.

Husté vrstvy vzduchu – troposféra a stratosféra – nás chránia pred škodlivými účinkami žiarenia. Pri dostatočnej riedkosti vzduchu vo výškach nad 36 km intenzívne pôsobí na organizmus ionizujúce žiarenie - primárne kozmické žiarenie; vo výškach nad 40 km pôsobí pre človeka nebezpečná ultrafialová časť slnečného spektra.

Keď stúpa do stále väčšej výšky nad zemským povrchom, v nižších vrstvách atmosféry pozorujeme nám známe javy, ako je šírenie zvuku, objavenie sa aerodynamického vztlaku a odporu, prenos tepla konvekciou atď. , postupne slabnúť a potom úplne zmiznúť.

V riedkych vrstvách vzduchu je šírenie zvuku nemožné. Do výšok 60-90 km je stále možné využiť odpor a vztlak vzduchu na riadený aerodynamický let. Počnúc výškami 100 - 130 km však koncepty čísla M a zvukovej bariéry, známe každému pilotovi, strácajú svoj význam: prechádza tam podmienená Karmanova línia, za ktorou začína oblasť čisto balistického letu, ktorá možno ovládať iba pomocou reaktívnych síl.

Vo výškach nad 100 km chýba atmosfére aj ďalšia pozoruhodná vlastnosť - schopnosť absorbovať, viesť a odovzdávať tepelnú energiu konvekciou (t.j. miešaním vzduchu). To znamená, že rôzne prvky vybavenia, vybavenie orbitálnej vesmírnej stanice nebudú môcť chladiť zvonku tak, ako sa to bežne robí v lietadle – pomocou vzduchových trysiek a vzduchových radiátorov. V tejto nadmorskej výške, ako vo vesmíre všeobecne, je jediným spôsobom prenosu tepla tepelné žiarenie.

História vzniku atmosféry

Podľa najrozšírenejšej teórie mala zemská atmosféra v priebehu času tri rôzne zloženie. Pôvodne pozostával z ľahkých plynov (vodík a hélium) zachytených z medziplanetárneho priestoru. Ide o takzvanú prvotnú atmosféru (asi pred štyrmi miliardami rokov). V ďalšom štádiu aktívna sopečná činnosť viedla k nasýteniu atmosféry inými plynmi ako vodík (oxid uhličitý, amoniak, vodná para). Takto vznikla sekundárna atmosféra (asi tri miliardy rokov dodnes). Atmosféra bola regeneračná. Ďalej bol proces tvorby atmosféry určený nasledujúcimi faktormi:

únik ľahkých plynov (vodík a hélium) do medziplanetárneho priestoru;
chemické reakcie v atmosfére pod vplyvom ultrafialového žiarenia, bleskových výbojov a niektorých ďalších faktorov.

Postupne tieto faktory viedli k vytvoreniu terciárnej atmosféry, ktorá sa vyznačuje oveľa menším množstvom vodíka a oveľa väčším množstvom dusíka a oxidu uhličitého (vzniká ako výsledok chemických reakcií z amoniaku a uhľovodíkov).

Dusík

Vznik veľkého množstva dusíka N2 je spôsobený oxidáciou amoniakovo-vodíkovej atmosféry molekulárnym kyslíkom O2, ktorý začal prúdiť z povrchu planéty v dôsledku fotosyntézy pred 3 miliardami rokov. Tiež dusík N2 sa uvoľňuje do atmosféry v dôsledku denitrifikácie dusičnanov a iných zlúčenín obsahujúcich dusík. Dusík je oxidovaný ozónom na NO vo vyšších vrstvách atmosféry.

Dusík N2 reaguje len za špecifických podmienok (napríklad pri údere blesku). Oxidácia molekulárneho dusíka ozónom s elektrickými výbojmi v malých množstvách sa využíva pri priemyselnej výrobe dusíkatých hnojív. Pri nízkej spotrebe energie ho dokážu okysličiť a premeniť na biologicky aktívnu formu sinice (modro-zelené riasy) a uzlové baktérie, ktoré vytvárajú rizobiálnu symbiózu so strukovinami, tzv. siderates.

Kyslík

Zloženie atmosféry sa začalo radikálne meniť s objavením sa živých organizmov na Zemi v dôsledku fotosyntézy, sprevádzanej uvoľňovaním kyslíka a absorpciou oxidu uhličitého. Spočiatku sa kyslík vynakladal na oxidáciu redukovaných zlúčenín - amoniaku, uhľovodíkov, železitej formy železa obsiahnutej v oceánoch atď. Na konci tejto etapy začal obsah kyslíka v atmosfére rásť. Postupne sa vytvorila moderná atmosféra s oxidačnými vlastnosťami. Keďže to spôsobilo vážne a náhle zmeny v mnohých procesoch prebiehajúcich v atmosfére, litosfére a biosfére, táto udalosť sa nazývala kyslíková katastrofa.

Počas fanerozoika prešlo zmenami zloženie atmosféry a obsah kyslíka. Korelovali predovšetkým s rýchlosťou ukladania organických sedimentárnych hornín. V obdobiach akumulácie uhlia teda obsah kyslíka v atmosfére zjavne výrazne prekročil súčasnú úroveň.

Oxid uhličitý

Obsah CO2 v atmosfére závisí od vulkanickej činnosti a chemických procesov v zemských obaloch, ale predovšetkým od intenzity biosyntézy a rozkladu organickej hmoty v biosfére Zeme. Takmer všetka súčasná biomasa planéty (asi 2,4 · 1012 ton) je tvorená oxidom uhličitým, dusíkom a vodnou parou obsiahnutou v atmosférickom vzduchu. Organické látky, pochované v oceáne, močiaroch a lesoch, sa premieňajú na uhlie, ropu a zemný plyn.

Vzácne plyny

Zdrojom inertných plynov – argónu, hélia a kryptónu – sú sopečné erupcie a rozpad rádioaktívnych prvkov. Zem vo všeobecnosti a najmä atmosféra sú v porovnaní s vesmírom ochudobnené o inertné plyny. Predpokladá sa, že dôvod spočíva v neustálom úniku plynov do medziplanetárneho priestoru.

Znečistenie vzduchu

V poslednej dobe ľudia začali ovplyvňovať vývoj atmosféry. Výsledkom jeho činnosti bolo neustále zvyšovanie obsahu oxidu uhličitého v atmosfére v dôsledku spaľovania uhľovodíkových palív nahromadených v predchádzajúcich geologických epochách. Obrovské množstvo CO2 sa spotrebuje počas fotosyntézy a absorbuje ho svetové oceány. Tento plyn sa dostáva do atmosféry rozkladom uhličitanových hornín a organickej hmoty rastlinného a živočíšneho pôvodu, ako aj vulkanizmom a ľudskou výrobnou činnosťou. Za posledných 100 rokov sa obsah CO2 v atmosfére zvýšil o 10 %, pričom väčšina (360 miliárd ton) pochádza zo spaľovania paliva. Ak bude tempo rastu spaľovania paliva pokračovať, potom sa v nasledujúcich 200 – 300 rokoch množstvo CO2 v atmosfére zdvojnásobí a môže viesť ku globálnej zmene klímy.

Spaľovanie paliva je hlavným zdrojom znečisťujúcich plynov (CO, NO, SO2). Oxid siričitý sa oxiduje vzdušným kyslíkom na SO3 a oxidom dusíka na NO2 v hornej atmosfére, ktoré následne interagujú s vodnou parou a výsledná kyselina sírová H2SO4 a kyselina dusičná HNO3 padajú na zemský povrch vo forme tzv. volal. kyslý dážď. Používaním spaľovacích motorov dochádza k výraznému znečisteniu atmosféry oxidmi dusíka, uhľovodíkmi a zlúčeninami olova (tetraetylolovo) Pb (CH3CH2) 4.

Znečistenie atmosféry aerosólmi je spôsobené prírodnými príčinami (výbuchy sopiek, prachové búrky, unášanie kvapiek morskej vody a peľu rastlín atď.), ako aj hospodárskou činnosťou človeka (ťažba rúd a stavebných materiálov, spaľovanie paliva, výroba cementu). , atď.). Intenzívne rozsiahle odstraňovanie pevných častíc do atmosféry je jednou z možných príčin klimatických zmien na planéte.

(Navštívené 719-krát, dnes 1 návštev)

Hrúbka atmosféry je asi 120 km od povrchu Zeme. Celková hmotnosť vzduchu v atmosfére je (5,1-5,3) · 10 18 kg. Z toho hmotnosť suchého vzduchu je 5,1352 ± 0,0003 · 10 18 kg, celková hmotnosť vodnej pary je v priemere 1,27 · 10 16 kg.

Tropopauza

Prechodná vrstva z troposféry do stratosféry, vrstva atmosféry, v ktorej sa s výškou zastavuje pokles teploty.

Stratosféra

Vrstva atmosféry sa nachádza vo výške 11 až 50 km. Mierna zmena teploty vo vrstve 11-25 km (spodná vrstva stratosféry) a jej zvýšenie vo vrstve o 25-40 km z -56,5 na 0,8 ° (horná vrstva stratosféry alebo inverzná oblasť) sú charakteristika. Po dosiahnutí hodnoty asi 273 K (takmer 0 °C) vo výške asi 40 km zostáva teplota konštantná až do výšky asi 55 km. Táto oblasť konštantnej teploty sa nazýva stratopauza a je hranicou medzi stratosférou a mezosférou.

Stratopauza

Hraničná vrstva atmosféry medzi stratosférou a mezosférou. Vertikálne rozloženie teploty má maximum (asi 0 °C).

mezosféra

Atmosféra Zeme

Hranica zemskej atmosféry

Termosféra

Termopauza

Oblasť atmosféry susediaca s vrcholom termosféry. V tejto oblasti je absorpcia slnečného žiarenia zanedbateľná a teplota sa v skutočnosti s nadmorskou výškou nemení.

Exosféra (Orb of Dispersion)

Vo výške okolo 2000-3500 km sa exosféra postupne mení na tzv. blízkovesmírne vákuum, ktorý je naplnený vysoko riedkymi časticami medziplanetárneho plynu, najmä atómami vodíka. Tento plyn je však len zlomkom medziplanetárnej hmoty. Ďalšiu časť tvoria prachové častice kometárneho a meteorického pôvodu. Okrem extrémne riedkych prachových častíc do tohto priestoru preniká elektromagnetické a korpuskulárne žiarenie slnečného a galaktického pôvodu.

V závislosti od zloženia plynu v atmosfére, homosféra a heterosféra. Heterosféra- toto je oblasť, kde gravitácia ovplyvňuje oddeľovanie plynov, pretože ich miešanie v tejto výške je zanedbateľné. Preto premenlivé zloženie heterosféry. Pod ním leží dobre premiešaná časť atmosféry, homogénneho zloženia, nazývaná homosféra. Hranica medzi týmito vrstvami sa nazýva turbopauza, leží vo výške asi 120 km.

Fyziologické a iné vlastnosti atmosféry

História vzniku atmosféry

Podľa najrozšírenejšej teórie mala zemská atmosféra v priebehu času tri rôzne zloženie. Pôvodne pozostával z ľahkých plynov (vodík a hélium) zachytených z medziplanetárneho priestoru. Ide o tzv primárna atmosféra(asi pred štyrmi miliardami rokov). V ďalšom štádiu aktívna sopečná činnosť viedla k nasýteniu atmosféry inými plynmi ako vodík (oxid uhličitý, amoniak, vodná para). Tak to vzniklo sekundárna atmosféra(asi pred tromi miliardami rokov). Atmosféra bola regeneračná. Ďalej bol proces tvorby atmosféry určený nasledujúcimi faktormi:

únik ľahkých plynov (vodík a hélium) do medziplanetárneho priestoru;
chemické reakcie v atmosfére pod vplyvom ultrafialového žiarenia, bleskových výbojov a niektorých ďalších faktorov.

Postupne tieto faktory viedli k vzniku terciárna atmosféra, vyznačujúci sa oveľa nižším obsahom vodíka a oveľa vyšším obsahom dusíka a oxidu uhličitého (vzniknutého v dôsledku chemických reakcií z amoniaku a uhľovodíkov).

Dusík

Vznik veľkého množstva dusíka N 2 je spôsobený oxidáciou amoniakovo-vodíkovej atmosféry molekulárnym kyslíkom O 2, ktorý začal prúdiť z povrchu planéty v dôsledku fotosyntézy pred 3 miliardami rokov. Tiež dusík N2 sa uvoľňuje do atmosféry v dôsledku denitrifikácie dusičnanov a iných zlúčenín obsahujúcich dusík. Dusík sa oxiduje ozónom na NO vo vyšších vrstvách atmosféry.

Dusík N 2 reaguje len za špecifických podmienok (napríklad pri údere blesku). Oxidácia molekulárneho dusíka ozónom s elektrickými výbojmi v malých množstvách sa využíva pri priemyselnej výrobe dusíkatých hnojív. Pri nízkej spotrebe energie ho dokážu okysličiť a premeniť na biologicky aktívnu formu sinice (modro-zelené riasy) a uzlové baktérie, ktoré vytvárajú rizobiálnu symbiózu so strukovinami, tzv. siderates.

Kyslík

Vzácne plyny

Znečistenie vzduchu

V poslednej dobe ľudia začali ovplyvňovať vývoj atmosféry. Výsledkom jeho činnosti bolo neustále výrazné zvyšovanie obsahu oxidu uhličitého v atmosfére v dôsledku spaľovania uhľovodíkových palív nahromadených v predchádzajúcich geologických érach. Obrovské množstvo CO 2 sa spotrebuje počas fotosyntézy a absorbuje ho svetové oceány. Tento plyn sa dostáva do atmosféry rozkladom uhličitanových hornín a organickej hmoty rastlinného a živočíšneho pôvodu, ako aj vulkanizmom a ľudskou výrobnou činnosťou. Za posledných 100 rokov sa obsah CO 2 v atmosfére zvýšil o 10 %, pričom väčšina (360 miliárd ton) pochádza zo spaľovania paliva. Ak bude tempo rastu spaľovania paliva pokračovať, potom sa v nasledujúcich 200 – 300 rokoch množstvo СО 2 v atmosfére zdvojnásobí a môže viesť ku globálnym klimatickým zmenám.

Spaľovanie paliva je hlavným zdrojom znečisťujúcich plynov (CO, SO 2). Oxid siričitý sa oxiduje vzdušným kyslíkom na SO 3 v hornej atmosfére, ktorý následne interaguje s vodou a parami amoniaku a výsledná kyselina sírová (H 2 SO 4) a síran amónny ((NH 4) 2 SO 4) sa vracajú do povrch Zeme v podobe tzv. kyslý dážď. Používaním spaľovacích motorov dochádza k výraznému znečisťovaniu ovzdušia oxidmi dusíka, uhľovodíkmi a zlúčeninami olova (tetraetylolovo Pb (CH 3 CH 2) 4)).

pozri tiež

Jacchia (model atmosféry)

Poznámky (upraviť)

Odkazy

Literatúra

V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov"Vesmírna biológia a medicína" (2. vydanie, prepracované a rozšírené), M .: "Vzdelávanie", 1975, 223 strán.
N.V. Gusáková"Chémia životného prostredia", Rostov na Done: Phoenix, 2004, 192 s ISBN 5-222-05386-5
Sokolov V.A. Geochémia zemných plynov, M., 1971;
McEwen M., Phillips L. Chémia atmosféry, M., 1978;
Práca K., Warner S. Znečistenie vzduchu. Sources and Control, trans. z angl., M .. 1980;
Monitorovanie znečistenia pozadia prírodného prostredia. v. 1, L., 1982.

Pôda
História zeme	Vek Zeme Geologická história Zeme Geochronologická mierka História života na Zemi Zaľadnenie Zeme Paradox slabého mladého Slnka Teória obrej kolízie Chronológia evolúcie
Geografia a geológie	Austrália Ázia Antarktída Afrika Európa Severná Amerika Južná Amerika Atlantický oceán Indický oceán Severný ľadový oceán Tichý oceán Južný oceán Atmosféra

Plynný. Pozostáva zo zmesi (vzduchu) a nečistôt. Vzduch na spodnom povrchu obsahuje 78 % dusíka, asi 21 % kyslíka a menej ako 1 % zostávajúcich plynov.

Atmosféra má vrstvenú štruktúru. V súlade so zmenou teploty s výškou sa rozlišujú 4 vrstvy: troposféra (do 16 km), stratosféra (do 50 km), mezosféra (do 80 km), termosféra, ktorá sa postupne mení na vonkajšiu priestor. Jeho úloha v živote Zeme je veľká. Obsahuje kyslík potrebný na dýchanie pre všetko živé, chráni Zem pred smrtiacim kozmickým žiarením, pred padajúcimi a inými vesmírnymi telesami. Vďaka atmosfére sa povrch Zeme cez deň toľko nezohrieva a v noci tak rýchlo nevychladne.

Rozloženie teploty vzduchu v blízkosti zemského povrchu je znázornené pomocou izoterm – čiar spájajúcich body s rovnakou teplotou. Jeho komplexné rozloženie možno posúdiť podľa máp priemerných januárových, júlových a ročných izoterm. sa nezhodujú s rovnobežkami, keďže rozloženie teploty je ovplyvnené nielen polohou, ale aj podkladovým povrchom a.

Atmosféra je jednou z najdôležitejších zložiek našej planéty. Práve ona „ukrýva“ ľudí pred drsnými podmienkami vesmíru, akými sú slnečné žiarenie a vesmírny odpad. Mnohé fakty o atmosfére sú zároveň pre väčšinu ľudí neznáme.

1. Skutočná farba oblohy

Aj keď je to ťažké uveriť, obloha je v skutočnosti fialová. Keď svetlo vstúpi do atmosféry, častice vzduchu a vody absorbujú svetlo a rozptyľujú ho. Zároveň je najviac rozptýlená fialová farba, preto ľudia vidia modrú oblohu.

2. Výlučný prvok v zemskej atmosfére

Ako si mnohí pamätajú zo školy, zemskú atmosféru tvorí približne 78 % dusíka, 21 % kyslíka a drobné nečistoty z argónu, oxidu uhličitého a iných plynov. Málokto však vie, že naša atmosféra je jediná, ktorú vedci v súčasnosti objavili (okrem kométy 67P), ktorá má voľný kyslík. Pretože kyslík je vysoko reaktívny plyn, často reaguje s inými chemikáliami vo vesmíre. Jeho čistá forma na Zemi robí planétu obývateľnou.

3. Biely pruh na oblohe

Niektorí sa určite občas čudovali, prečo je na oblohe za prúdovým lietadlom biely pruh. Tieto biele stopy, známe ako kondenzačné stopy, sa tvoria, keď sa horúce a vlhké výfukové plyny z leteckého motora zmiešajú s chladnejším vonkajším vzduchom. Vodná para z výfukových plynov zamrzne a stane sa viditeľnou.

4. Hlavné vrstvy atmosféry

Zemská atmosféra pozostáva z piatich hlavných vrstiev, ktoré umožňujú život na planéte. Prvá z nich, troposféra, siaha od hladiny mora do nadmorskej výšky asi 17 km k rovníku. V ňom sa odohráva väčšina poveternostných udalostí.

5. Ozónová vrstva

Ďalšia vrstva atmosféry, stratosféra, dosahuje na rovníku výšku asi 50 km. Obsahuje ozónovú vrstvu, ktorá chráni ľudí pred nebezpečným ultrafialovým žiarením. Aj keď je táto vrstva nad troposférou, v skutočnosti môže byť teplejšia kvôli absorbovanej energii zo slnečných lúčov. Väčšina prúdových lietadiel a meteorologických balónov lieta v stratosfére. Lietadlá v ňom môžu lietať rýchlejšie, pretože sú menej ovplyvnené gravitáciou a trením. Na druhej strane meteorologické balóny môžu získať lepšiu predstavu o búrkach, z ktorých väčšina sa vyskytuje nižšie v troposfére.

6. Mezosféra

Mezosféra je stredná vrstva siahajúca až 85 km nad povrch planéty. Teplota v nej kolíše okolo -120 ° C. Väčšina meteorov, ktoré sa dostanú do zemskej atmosféry, zhorí v mezosfére. Posledné dve vrstvy prechádzajúce do vesmíru sú termosféra a exosféra.

7. Zánik atmosféry

Zem s najväčšou pravdepodobnosťou niekoľkokrát stratila atmosféru. Keď bola planéta pokrytá oceánmi magmy, narazili do nej masívne medzihviezdne objekty. Tieto vplyvy, ktoré tvorili aj Mesiac, mohli po prvý raz sformovať atmosféru planéty.

8. Ak by neexistovali atmosférické plyny ...

Bez rôznych plynov v atmosfére by bola Zem príliš studená pre ľudskú existenciu. Vodná para, oxid uhličitý a iné atmosférické plyny absorbujú teplo zo slnka a „rozvádzajú“ ho po povrchu planéty, čím pomáhajú vytvárať klímu vhodnú na bývanie.

9. Tvorba ozónovej vrstvy

Notoricky známa (a nevyhnutná) ozónová vrstva vznikla, keď atómy kyslíka reagovali so slnečným ultrafialovým svetlom a vytvorili ozón. Práve ozón pohltí väčšinu škodlivého žiarenia zo slnka. Napriek svojej dôležitosti sa ozónová vrstva vytvorila relatívne nedávno po tom, čo v oceánoch vzniklo dostatok života na uvoľnenie množstva kyslíka potrebného na vytvorenie minimálnej koncentrácie ozónu do atmosféry.

10. Ionosféra

Ionosféra je tak pomenovaná, pretože vysokoenergetické častice z vesmíru a zo Slnka pomáhajú vytvárať ióny a vytvárajú okolo planéty „elektrickú vrstvu“. Keď satelity neexistovali, táto vrstva pomáhala odrážať rádiové vlny.

11. Kyslé dažde

Kyslé dažde, ktoré ničia celé lesy a devastujú vodné ekosystémy, vznikajú v atmosfére, keď sa častice oxidu siričitého alebo oxidu dusnatého zmiešajú s vodnou parou a padnú na zem ako dážď. Tieto chemické zlúčeniny sa nachádzajú aj v prírode: oxid siričitý vzniká pri sopečných erupciách a oxid dusnatý pri úderoch blesku.

12. Sila blesku

Blesk je taký silný, že jediný výboj dokáže zohriať okolitý vzduch až na 30 000 °C. Prudké zahriatie spôsobí explozívnu expanziu okolitého vzduchu, ktorú je počuť vo forme zvukovej vlny nazývanej hrom.

Polárna žiara a Aurora Australis (severná a južná polárna žiara) sú spôsobené iónovými reakciami vyskytujúcimi sa vo štvrtej úrovni atmosféry, termosfére. Keď sa vysoko nabité častice zo slnečného vetra zrazia s molekulami vzduchu nad magnetickými pólmi planéty, rozžiaria sa a vytvoria nádherné svetelné predstavenia.

14. Západy slnka

Západy slnka často vyzerajú ako horiaca obloha, pretože malé atmosférické častice rozptyľujú svetlo a odrážajú ho v odtieňoch oranžovej a žltej. Rovnaký princíp je základom tvorby dúhy.

V roku 2013 vedci zistili, že drobné mikróby dokážu prežiť kilometre nad zemským povrchom. Vo výške 8-15 km nad planétou boli objavené mikróby, ktoré ničia organické chemikálie, ktoré plávajú v atmosfére a „živia“ sa nimi.

Prívrženci teórie apokalypsy a rôznych iných hororových príbehov budú mať záujem dozvedieť sa o nich.