Zemeljska kompozicija atmosfere, plasti, funkcije

The Zemljino vzdušje Plinasta plast obdaja planet od zemeljske površine do difuzne meje na približno 10.000 km višine. Ta plast se vzdržuje okoli planeta zaradi zemeljske gravitacije in je sestavljena iz mešanice plinov, ki ji imenujemo zrak.

Najpogostejša sestavina zemeljske atmosfere je dušik (78%), sledita kisik (21%) in argon (0,9%), pa tudi drugi v zelo majhnih količinah, kot sta vodna para in ogljikov dioksid.

Pogled na vzdušje iz vesolja

Ta plinasta masa je razporejena v 5 temeljnih slojih okoli planeta in izpolnjuje pomembne funkcije, kot je zaščita planeta pred udarcem majhnih meteoritov, filtriranje ultravijoličnega sevanja, zadrževanje toplote in omogoča obstoj tekoče vode.

Prav tako se v ozračju oblikujejo podnebje zemlje in omogoča polet različnih vrst, vključno z letom letala. Toda vzdušje ni bilo vedno tako, kot je danes, saj izvira z nastajanjem planeta in od takrat se je razvijala.

[TOC]

Sestava zemeljske atmosfere

Vzdušje Zemlje tvori kombinacija plinov, na katere se daje ime zraka. Sestava zraka se razlikuje v koncentracijskem gradientu, ki sega od površine zemlje do meje z zunanjim prostorom.

Ko govorimo o sestavi atmosfere, se sklicuje na sestavo zraka v troposferi, ki je v stiku s površino planeta.Ta plast predstavlja najvišjo koncentracijo zraka, katere plinska zmes prevladuje (n₂) in kisik (ali₂).

Dušik predstavlja 78% celotne, medtem ko kisik zaseda 21%, odšteje približno 1% več drugih plinov. Med njimi najprej argon, ki skoraj dopolnjuje 1 %, ostale pline pa puščajo v izjemno majhnih količinah.

Med temi drugimi plini poudarjajo ogljikov dioksid (CO_₂), da čeprav doseže le približno 0,041%, narašča s človeško dejavnostjo. Vodna para ima spremenljivo koncentracijo in doseže do 0,25%. Ti plini imajo oksidacijske lastnosti, zato ima zemeljska atmosfera to kakovost.

Plasti atmosfere

Zemeljska atmosfera ima 5 slojev:

Troposfera

Tropopavza, plast med troposfero in stratosfero

Troposfera sega od ravni tal na približno 12 do 20 km nadmorske višine, njegovo ime pa izhaja iz predpone Tropos = Spremeni se zaradi spreminjajočega se značaja. V poljah je tanjši in širši v Ekvadorju.

Tri četrtine plinske mase atmosfere so koncentrirane v troposferi zaradi privlačnosti zemeljske gravitacije. V tej plasti je življenje mogoče na Zemlji in pojavljajo se meteorološki pojavi in ​​komercialni letali.

V troposferi se pojavljajo tudi atmosferski biogeokemijski cikli, kot so kisik, voda, CO_₂ in dušik. V tej plasti se temperatura zniža z nadmorsko višino, na mejo med njo in naslednjim slojem pa se imenuje tropopavza.

Stratosfera

Pogled stratosfere

Je med 12 in 20 km nad zemeljsko površino do približno 50 km in se v dveh plasteh loči z gostoto zraka. Spodnji je tam, kjer se nabira najtežji hladen zrak, in nadrejeni, kjer je lažji vroč zrak. Od tod njegovo ime izhaja iz predpone Strata= plasti.

Meja med to plastjo in naslednjo se imenuje Stratopousa. V njej je temeljna plast za življenje na zemlji, prav tako ozonska plast.

Vam lahko služi: gorski ekosistem: značilnosti, flora, favna, primeri

Ko ta plast absorbira toploto, stratosfera zviša temperaturo z nadmorsko višino, za razliko od tega, kar se zgodi v troposferi.

Ozonska plast (ozonosfera)

Ozonska planeta planeta nas ščiti pred ultravijoličnimi žarki sonca

Je sestavljena ozonska plast (ali₃), ki nastane zaradi biokemične disociacije kisika (ali₂) Z ultravijoličnim sončnim sevanjem. Ko to sevanje vpliva na molekulo kisika, se razdeli na dva atoma kisika.

Nato ob upoštevanju, da je atomski kisik (O) zelo reaktiven, veže z molekulami kisika (ali₂) in tvorijo ozon (ali₃).

Messosphere

Meteoriti, ki gorijo v mezosferi

Njegovo ime prihaja od Meso = medij, ker je med stratosfero in termosfero, približno med 50 in 80 km nadmorske višine. To je plast, kjer meteorji gorijo, ki ustvarjajo minljive zvezde.

Na tem območju je še vedno dovolj plina za proizvodnjo trenja in ustvarjanje toplote, ki se ne pojavlja več v zgornjih plasteh. Meja med to plastjo in naslednjo se imenuje mezopausa.

Termosfera

Mednarodna vesoljska postaja se nahaja v Termosferi

Ime te plasti izvira termos = toplota, saj je temperatura 4.500 stopinj Fahrenheita (približno 2.482 ° C). Vendar pa ima ta toplota dovolj molekul plina, pa tudi zvok.

Ta plast sega med 80 in 700 km nadmorske višine, tu pa je mednarodna vesoljska postaja in veliko satelitov z nizko orbito. Meja med termosfero in naslednjo plastjo atmosfere termopavze.

Eksosfera

Sateliti z visoko orbito najdemo v eksosferi

Nosi ime, ki izhaja iz predpone Exo = Zunaj, saj je to najbolj odmevna plast Zemljine atmosfere; Za njo je zunanji prostor. Je med 700 in 10.000 km višine, ki je najbolj obsežna plast ozračja.

Tam prevladujejo lažji plini, kot sta vodik in helij, vendar v zelo nizki gostoti. Zato so njegove molekule zelo ločene drug od drugega, saj so zelo hladno in kisikovo območje. V eksosferi so vremenski sateliti in sateliti z visoko orbito.

Funkcije zemeljske atmosfere

Vzdušje ima vrsto funkcij, ki omogočajo pogoje za obstoj življenja, kot ga poznamo.

Vitalni plini

Vzdušje vsebuje temeljne pline za življenje, kakršne danes obstajajo, ki so predvsem kisik in co_₂.

Atmosferska ablacija

Zahvaljujoč obstoju plasti, kot je mezosfera, je zemeljska površina zaščitena pred vplivom velike količine majhnih meteorjev. V tej plasti je zrak, čeprav je malo.

Filter za ultravijolično sevanje

Obstoj ozonske plasti v stratosferi filtrira večino ultravijoličnega sevanja, kar preprečuje, da bi dosegla zemeljsko površino. To je zelo pomembno za različne kopenske procese, vključno z življenjem, saj ta vrsta sevanja povzroča mutacije in proizvaja raka.

Učinek tople grede

Ilustracija toplogrednih učinkov

Več atmosferskih plinov omogoča vnos sevanja, ki segreva zemljo in zagotavlja energijo za fotosintezo in druge procese. Medtem ko se toplota ustvari (sevanje z dolgim ​​valom), se delno zadržuje in se spet odseva na zemljo.

To omogoča vzdrževanje temperaturnega območja, ki je ugodno za življenje na planetu, s povprečno temperaturo 15 ° C. V primeru atmosfere bi bila povprečna temperatura planeta -18 ° C.

Vam lahko služi: ekološka vrednost

Dnevna nihanje temperature

Sprememba med temperaturnim dnevom določa dnevno ogrevanje zračne plasti neposredno nad tlemi s sončnim sevanjem in njenim hlajenjem v nočnem življenju. Čeprav drugi parametri, kot je nadmorska višina, prisotni sloj oblakov, vlaga in atmosferska nestabilnost vplivajo tudi na to variacijo.

Zračni tlak

Sila privlačnosti ima resnost mase zraka na zemlji (zračna teža), ki se razlikuje glede na temperaturo, saj je najlažji vžigalnik zrak. Kombinacija teh dejavnikov prispeva k oblikovanju podnebja s proizvodnjo vetrov in teh pomorskih tokov.

Toda poleg tega je atmosferski tlak na zemeljski površini primeren za tekočo vodo na zemlji.

Gostota in let

Vzdušje koncentrira največji delež zraka v spodnji plasti, troposfero, ki pogojuje določeno gostoto. Ta gostota zraka je tisto, kar omogoča polet ptic, žuželk, letečih sesalcev in mehanizirani polet človeških bitij.

Atmosferski obtok

Vetrovi povzročajo temperaturne razlike, ki nastanejo v atmosferi na ravni troposfere, kar povzroča razlike v atmosferskem tlaku. To se zgodi zahvaljujoč absorpciji toplote s pomočjo nekaterih plinov, ki jo sestavljajo, kot je kisik, CO_₂ in vodna para.

Po ogrevanju ti plini zmanjšujejo njihovo gostoto, to je, da se njihove molekule oddaljujejo drug od drugega, postanejo lažje in se začnejo povečati. To zmanjšuje atmosferski pritisk na tem območju, kar ustvarja vakuum, na katerega se pritečejo bližnje zračne mase, ki tvorijo vetrove.

Ti posledično povzročajo morske površinske tokove, ki prispevajo k porazdelitvi toplote na zemlji. Po drugi strani vetrovi porazdelijo vodno paro, ki se tvori, ko je voda, ki se povzpne, hladna, in kondenzira, ki povzroča deževje.

Trening in evolucija

Oblikovanje in evolucija zemeljske atmosfere je del tvorbe in evolucije sončnega sistema iz Big Bang.

Oblikovanje sončnega sistema

Ponazoritev tvorbe sončnega sistema. Vir: NASA

Predlaga se, da je bil naš sistem oblikovan zaradi naključne koncentracije snovi s premikanjem in obračanjem v vesolju. Skupaj je šlo v središče sončnega sistema z delovanjem sile gravitacije.

Nato je najbolj oddaljena s središčnim hlajenjem različno in s tem so najhladnejši planeti tisti, ki so najbolj ločeni od sonca, ki zaseda osrednji položaj. Nato so planete tvorili združevanje delcev na različnih razdaljah od središča in glede na njihov položaj imajo različne značilnosti.

Zemlja

Prototierra tako imenovana je nastala z združevanjem majhnih nebesnih kamnitih teles (imenovanih plansettimal), pred približno 4.500 milijonov let. V tem primeru so bili ti plantimalniki oblikovani iz oksidov, kovin in silikatov.

Kasneje zaradi spodnje mase zemlje naš planet ni zadrževal večine vodika in drugih lahkih plinov. Izguba plinov je hladila planet, utrdila jedro, kjer so bili koncentrirani najtežji, železni in nikljevi elementi.

Medtem ko so silikati tvorili plašč in skorje, medtem ko so plini koncentrirani kot končni sloj. Na tem območju so bili plini, ki so bili tako lahki, ki so se izognili gravitacijski sili planeta.

Lahko vam služi: sinekologija: kakšne študije, primeri, aplikacije

Zemljina atmosfera

Šteje se, da vzdušje gre skozi tri osnovne stopnje v tej evoluciji, ki pokrivajo primitivno vzdušje, srednjo šolo in biotsko vzdušje.

Primalno vzdušje

Ocenjuje se, da je planet oblikoval prvo atmosfero 4.450 milijonov let, po vplivu, da je kos oblikoval luna. Od tam se je planetarna diferenciacija pojavila v jedru, plašču, skorjah in atmosferi.

Vzdušje je bilo še vedno zelo nestabilno zaradi izgube lahkih plinov v vesolje med postopkom kopenskega hlajenja. Ti lahki plini, kot so Neon, Argon in drugi, so bili izgubljeni v velikih razmerjih, ker so bili zelo lahki.

V tej fazi so bili prevladujoči plini tisti iz sončne meglice, zmanjšanja narave, kot je vodik (H₂). Kot drugi iz vulkanske aktivnosti, kot je ogljikov dioksid (CO_₂),, dušik (n₂) in vodna para (h_₂O), tako se je to vzdušje močno zmanjšalo.

Sekundarno vzdušje

V obdobju od 100 do 500 milijonov let se je vzdušje razvijalo šibko zmanjšanje, približno 4 pa naredi približno 4.000 milijonov let. To je bilo med drugim tako imenovanim poznim bombnim napadom, v katerem so udarili na planet asteroide, bogate z ogljikom in vodo.

Ilustracija zgodnjega bombardiranja. Vir: Timwether/CC by-SA (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0

Dokazano je, da meteoriti in kometi vsebujejo visoko vsebnost vode, CO_₂, metan (pogl₄) in amoniak (NH3). Po drugi strani je vulkanska aktivnost izgnala velike količine CO_₂ in n₂.

V tem obdobju se pojavlja pojavnost življenja na atmosferi, z aktivnostjo metanogenih protobakterij okoli 4.000 let. Ti organizmi so zaužili co₂ in ustvaril CH4, zato se je prvi zmanjšal in drugi od teh plinov se je povečal.

Biotsko ali trenutno vzdušje

Zemlja danes. Vir: Apollo 17

Ocenjuje se, da ne več kot 3.100 milijonov let je začelo oblikovati oksidacijsko biotsko atmosfero. To je posledica videza prvih fotografskih organizmov, torej lahko proizvajajo kemično energijo (hrano) iz sončne energije.

Prvotno so bile cianobakterije, ki so pri izvajanju procesa fotosinteze proizvedeni kot kisikovi odpadki. To je vključevalo velike količine kisika v ozračje, kar je povzročilo kvalitativno spremembo pred približno dvema.400 milijonov let, znanih kot veliki oksidativni dogodek.

Povišanje kisika je posledično povzročilo zmanjšanje metana zaradi fotokemične rekombinacije. Prav tako je ultravijolično sevanje povzročilo disociacijo oz₂, tvori atomski kisik (O), ki je v kombinaciji z molekularnim kisikom (ali₂) Oblikovanje ozona (O3).

Tako je bila v ekstruzferi ustvarjena ozonska plast, poleg n₂ izgnali vulkane, ki so postali prevladujoči plin, ker je malo reaktiven in se ne zlahka tvori, zato se je nabral v atmosferi.

Reference

1. Kasting, j.F. in Catling, D. (2003). Evolucija bivalnega planeta. Letni pregled astronomije in astrofizike.
2. Trg, j.M. (1999). Fotosinteza in spremembe sestave atmosfere. Mednarodna znanost.
3. Pla-García, j. in manjši-salván, c. (2017). Kemična sestava primitivne atmosfere planeta Zemlje. Kemične raziskave. Kemiji Anali.
4. Quintero-Plaza, d. (2019). Kratka zgodovina zemeljske atmosfere. Aemet vremenski koledar.
5. Sagan, c. in Mullen, g. (1972). Zemlja in Mars: Evolucija atmosfere in površinskih temperatur. Znanost.
6. Tian, ​​f., Toon ali.B., Pavlova.Do. in iz Steckk, h. (2005). Do zgodnje zemeljske atmosfere, bogate z vodikom. Znanost.