Ce sfere nu sunt prezente în atmosfera pământului. Atmosfera - învelișul de aer al Pământului

Stratosfera este unul dintre straturile superioare ale învelișului de aer al planetei noastre. Începe la o altitudine de aproximativ 11 km deasupra solului. Avioanele de pasageri nu mai zboară aici și rareori se formează nori. Ozonul este situat în stratosferă - o înveliș subțire care protejează planeta de pătrunderea radiațiilor ultraviolete dăunătoare.

Învelișul de aer al planetei

Atmosfera este învelișul gazos al Pământului, adiacent suprafeței interioare a hidrosferei și scoarței terestre. Limita sa exterioară trece treptat în spațiul cosmic. Compoziția atmosferei include gaze: azot, oxigen, argon, dioxid de carbon și așa mai departe, precum și impurități sub formă de praf, picături de apă, cristale de gheață, produse de combustie. Raportul dintre elementele principale ale carcasei de aer este menținut constant. Excepțiile sunt dioxidul de carbon și apa - cantitatea lor în atmosferă se modifică adesea.

Straturi ale învelișului gazos

Atmosfera este împărțită în mai multe straturi, situate unul deasupra celuilalt și având caracteristici în compoziție:

    strat limită - direct adiacent suprafeței planetei, extinzându-se la o înălțime de 1-2 km;

    troposfera - al doilea strat, limita exterioară este situată în medie la o altitudine de 11 km, aici se concentrează aproape toți vaporii de apă ai atmosferei, se formează nori, se ridică cicloni și anticicloni, pe măsură ce înălțimea crește, temperatura crește;

    tropopauza - strat de tranziție, caracterizat prin încetarea scăderii temperaturii;

    stratosfera este un strat care se extinde până la o înălțime de 50 km și este împărțit în trei zone: de la 11 la 25 km temperatura se schimbă ușor, de la 25 la 40 - temperatura crește, de la 40 la 50 - temperatura rămâne constantă ( stratopauză);

    mezosfera se extinde la o înălțime de până la 80-90 km;

    termosfera ajunge la 700-800 km deasupra nivelului mării, aici la o altitudine de 100 km se află linia Karman, care este luată drept graniță între atmosfera Pământului și spațiu;

    Exosfera se mai numește și zonă de împrăștiere, aici pierde foarte mult particule de materie și zboară în spațiu.

Schimbări de temperatură în stratosferă

Deci, stratosfera este partea din învelișul gazos al planetei care urmează troposfera. Aici, temperatura aerului, care este constantă pe tot parcursul tropopauzei, începe să se schimbe. Înălțimea stratosferei este de aproximativ 40 km. Limita inferioară este de 11 km deasupra nivelului mării. Pornind de la acest semn, temperatura suferă ușoare modificări. La o altitudine de 25 km, indicele de încălzire începe să crească încet. Până la marca de 40 km deasupra nivelului mării, temperatura crește de la -56,5 ° C la +0,8 ° C. Mai departe, rămâne aproape de zero grade până la o altitudine de 50-55 km. Zona cuprinsă între 40 și 55 de kilometri se numește stratopauză, deoarece temperatura aici nu se schimbă. Este o zonă de tranziție de la stratosferă la mezosferă.

Caracteristicile stratosferei

Stratosfera Pământului conține aproximativ 20% din masa întregii atmosfere. Aerul de aici este atât de rarefiat încât este imposibil ca o persoană să rămână fără un costum spațial special. Acest fapt este unul dintre motivele pentru care zborurile în stratosferă au început să fie efectuate doar relativ recent.

O altă caracteristică a învelișului de gaz al planetei la o altitudine de 11-50 km este o cantitate foarte mică de vapori de apă. Din acest motiv, norii nu se formează aproape niciodată în stratosferă. Pentru ei, pur și simplu nu există material de construcții. Cu toate acestea, rareori este posibil să se observe așa-numiții nori sidef, care „decorează” stratosfera (fotografia este prezentată mai jos) la o altitudine de 20-30 km deasupra nivelului mării. Subțire, de parcă formațiuni luminoase din interior pot fi observate după apus sau înainte de răsărit. Forma norilor sidef este similară cu cirrus sau cirrocumulus.

Stratul de ozon al Pământului

Acasă trăsătură distinctivă Stratosfera este cea mai mare concentrație de ozon din întreaga atmosferă. Se formează sub influența luminii solare și protejează toată viața de pe planetă de radiațiile lor distructive. Stratul de ozon al Pământului este situat la o altitudine de 20-25 km deasupra nivelului mării. Moleculele de O 3 sunt distribuite în toată stratosferă și chiar există în apropierea suprafeței planetei, dar cea mai mare concentrație a acestora se observă la acest nivel.

Trebuie remarcat faptul că stratul de ozon al Pământului este de numai 3-4 mm. Aceasta va fi grosimea sa dacă particulele acestui gaz sunt plasate în condiții presiune normală, de exemplu, la suprafața planetei. Ozonul se formează ca urmare a descompunerii unei molecule de oxigen sub acțiunea radiațiilor ultraviolete în doi atomi. Una dintre ele se combină cu o moleculă „cu drepturi depline” și se formează ozon - O 3.

Apărător periculos

Astfel, astăzi stratosfera este un strat al atmosferei mai explorat decât la începutul secolului trecut. Cu toate acestea, viitorul stratului de ozon, fără de care viața pe Pământ nu ar fi apărut, nu este încă foarte clar. În timp ce țările reduc producția de freon, unii oameni de știință spun că acest lucru nu va aduce prea multe beneficii, cel puțin într-un asemenea ritm, în timp ce alții spun că acest lucru nu este deloc necesar, deoarece partea principală Substanțe dăunătoare format natural. Cine are dreptate, timpul va spune.

- învelișul de aer al globului care se rotește cu Pământul. Limita superioară a atmosferei se realizează în mod convențional la altitudini de 150-200 km. Limita inferioară este suprafața Pământului.

Aerul atmosferic este un amestec de gaze. Majoritatea volumului său în stratul de aer de suprafață este azot (78%) și oxigen (21%). În plus, aerul conține gaze inerte (argon, heliu, neon etc.), dioxid de carbon (0,03), vapori de apă și diverse particule solide (praf, funingine, cristale de sare).

Aerul este incolor, iar culoarea cerului se explică prin particularitățile împrăștierii undelor luminoase.

Atmosfera este formată din mai multe straturi: troposferă, stratosferă, mezosferă și termosferă.

Inferior Strat de suprafață aerul se numește troposfera. La diferite latitudini, puterea sa nu este aceeași. Troposfera repetă forma planetei și participă împreună cu Pământul la rotația axială. La ecuator, grosimea atmosferei variază de la 10 la 20 km. La ecuator este mai mare, iar la poli este mai mică. Troposfera se caracterizează prin densitatea maximă a aerului, 4/5 din masa întregii atmosfere este concentrată în ea. Troposfera determină vreme: aici se formează diverse mase de aer, se formează nori și precipitații, are loc o mișcare intensivă orizontală și verticală a aerului.

Deasupra troposferei, până la o altitudine de 50 km, se află stratosferă. Se caracterizează printr-o densitate mai mică a aerului, nu există vapori de apă în el. În partea inferioară a stratosferei la altitudini de aproximativ 25 km. există un „ecran de ozon” - un strat al atmosferei cu o concentrație mare de ozon, care absoarbe radiațiile ultraviolete, care sunt fatale organismelor.

La o altitudine de 50 până la 80-90 km se extinde mezosferă. Pe măsură ce altitudinea crește, temperatura scade cu un gradient vertical mediu de (0,25-0,3)° / 100 m, iar densitatea aerului scade. Procesul energetic principal este transferul de căldură radiantă. Strălucirea atmosferei se datorează proceselor fotochimice complexe care implică radicali, molecule excitate vibrațional.

Termosferă situat la o altitudine de 80-90 până la 800 km. Densitatea aerului aici este minimă, gradul de ionizare a aerului este foarte mare. Temperatura se modifică în funcție de activitatea Soarelui. Datorită numărului mare de particule încărcate, aici se observă aurore și furtuni magnetice.

Atmosfera are de mare valoare pentru natura pământului. Fără oxigen, organismele vii nu pot respira. Stratul său de ozon protejează toate lucrurile vii de razele ultraviolete dăunătoare. Atmosfera atenuează fluctuațiile de temperatură: suprafața Pământului nu se suprarăci noaptea și nu se supraîncălzi în timpul zilei. În straturi dense aerul atmosfericînainte de a ajunge la suprafața planetei, meteoriții ard din spini.

Atmosfera interacționează cu toate învelișurile pământului. Cu ajutorul lui, schimbul de căldură și umiditate între ocean și uscat. Fără atmosferă nu ar fi nori, precipitații, vânturi.

Activitățile umane au un efect negativ semnificativ asupra atmosferei. Are loc poluarea aerului, ceea ce duce la o creștere a concentrației de monoxid de carbon (CO 2). Și asta contribuie încălzire globală climatul și îmbunătățește Efect de sera". Stratul de ozon al Pământului este distrus din cauza deșeurilor industriale și a transportului.

Atmosfera trebuie protejată. În țările dezvoltate, se iau un set de măsuri pentru a proteja aerul atmosferic de poluare.

Aveti vreo intrebare? Vrei să afli mai multe despre atmosferă?
Pentru a obține ajutorul unui tutore - înregistrați-vă.

site, cu copierea integrală sau parțială a materialului, este necesară un link către sursă.

Structura și compoziția atmosferei Pământului, trebuie spus, nu au fost întotdeauna valori constante într-una sau alta perioadă a dezvoltării planetei noastre. Astăzi, structura verticală a acestui element, care are o „grosime” totală de 1,5-2,0 mii km, este reprezentată de mai multe straturi principale, printre care:

  1. troposfera.
  2. tropopauza.
  3. Stratosferă.
  4. Stratopauza.
  5. mezosferă și mezopauză.
  6. Termosferă.
  7. exosfera.

Elemente de bază ale atmosferei

Troposfera este un strat în care se observă mișcări puternice verticale și orizontale, aici vremea, fenomenele de precipitații, condiții climatice. Se întinde pe 7-8 kilometri de la suprafața planetei aproape peste tot, cu excepția regiunilor polare (acolo - până la 15 km). În troposferă, are loc o scădere treptată a temperaturii, aproximativ 6,4 ° C cu fiecare kilometru de altitudine. Această cifră poate diferi pentru diferite latitudini și anotimpuri.

Compoziția atmosferei Pământului în această parte este reprezentată de următoarele elemente și procentele acestora:

Azot - aproximativ 78 la sută;

Oxigen - aproape 21 la sută;

Argon - aproximativ un procent;

Dioxid de carbon - mai puțin de 0,05%.

Compoziție unică până la o înălțime de 90 de kilometri

În plus, aici se găsesc praf, picături de apă, vapori de apă, produse de ardere, cristale de gheață, săruri marine, multe particule de aerosoli etc.. Această compoziție a atmosferei Pământului se observă până la aproximativ nouăzeci de kilometri înălțime, astfel încât aerul este aproximativ aceeași ca compoziție chimică, nu numai în troposferă, ci și în straturile superioare. Dar acolo atmosfera are proprietăți fizice fundamental diferite. Stratul care are un comun compoziție chimică se numeste homosfera.

Ce alte elemente se află în atmosfera Pământului? Ca procent (în volum, în aer uscat), gaze precum criptonul (aproximativ 1,14 x 10 -4), xenon (8,7 x 10 -7), hidrogen (5,0 x 10 -5), metan (aproximativ 1,7 x 10 -7). 4), protoxid de azot (5,0 x 10 -5), etc. În ceea ce privește procentul de masă al componentelor enumerate, protoxidul de azot și hidrogenul sunt cele mai multe, urmate de heliu, cripton etc.

Proprietățile fizice ale diferitelor straturi atmosferice

Proprietăți fizice troposfera este strâns legată de învecinarea sa cu suprafața planetei. De aici, căldura solară reflectată sub formă de raze infraroșii este trimisă înapoi, inclusiv procesele de conducție termică și convecție. De aceea, odată cu eliminarea suprafața pământului temperatura scade. Un astfel de fenomen se observă până la înălțimea stratosferei (11-17 kilometri), apoi temperatura devine practic neschimbată până la nivelul de 34-35 km, iar apoi are loc din nou o creștere a temperaturilor până la înălțimi de 50 de kilometri ( limita superioară a stratosferei). Între stratosferă și troposferă există un strat intermediar subțire al tropopauzei (până la 1-2 km), unde se observă temperaturi constante deasupra ecuatorului - aproximativ minus 70 ° C și mai jos. Deasupra polilor, tropopauza „se încălzește” vara la minus 45°C, iarna temperaturile fluctuează aici în jurul -65°C.

Compoziția gazoasă a atmosferei Pământului include un element atât de important precum ozonul. Există relativ puțin din el lângă suprafață (zece până la minus a șasea putere a unui procent), deoarece gazul se formează sub influența luminii solare din oxigenul atomic în părțile superioare ale atmosferei. În special, cea mai mare parte a ozonului se află la o altitudine de aproximativ 25 km, iar întregul „ecran de ozon” este situat în zone de la 7-8 km în regiunea polilor, de la 18 km la ecuator și până la cincizeci de kilometri. în general deasupra suprafeţei planetei.

Atmosfera protejează de radiațiile solare

Compoziția aerului din atmosfera Pământului joacă un rol foarte important în conservarea vieții, de la individ elemente chimice iar compozițiile limitează cu succes accesul radiațiilor solare la suprafața pământului și a oamenilor, animalelor și plantelor care trăiesc pe acesta. De exemplu, moleculele de vapori de apă absorb efectiv aproape toate intervalele de radiație infraroșie, cu excepția lungimii cuprinse în intervalul de la 8 la 13 microni. Ozonul, pe de altă parte, absoarbe ultravioletele până la o lungime de undă de 3100 A. Fără stratul său subțire (în medie 3 mm dacă este plasat pe suprafața planetei), doar apă la o adâncime de peste 10 metri și peșteri subterane, acolo unde radiația solară nu ajunge, poate fi locuită.

Zero Celsius la stratopauză

Între următoarele două niveluri ale atmosferei, stratosferă și mezosferă, există un strat remarcabil - stratopauza. Aproximativ corespunde înălțimii maximelor de ozon și aici se observă o temperatură relativ confortabilă pentru oameni - aproximativ 0°C. Deasupra stratopauzei, în mezosferă (începe undeva la o altitudine de 50 km și se termină la o altitudine de 80-90 km), are loc din nou o scădere a temperaturii odată cu creșterea distanței de la suprafața Pământului (până la minus 70-80 °). C). În mezosferă, meteorii ard de obicei complet.

În termosferă - plus 2000 K!

Compoziția chimică a atmosferei Pământului în termosferă (începe după mezopauză de la altitudini de aproximativ 85-90 până la 800 km) determină posibilitatea unui astfel de fenomen precum încălzirea treptată a straturilor de „aer” foarte rarefiat sub influența solară. radiatii. În această parte a „acoperirii de aer” a planetei, au loc temperaturi de la 200 la 2000 K, care sunt obținute în legătură cu ionizarea oxigenului (peste 300 km este oxigenul atomic), precum și recombinarea atomilor de oxigen în molecule. , însoțită de eliberare un numar mare căldură. Termosfera este locul în care își au originea aurorele.

Deasupra termosferei se află exosfera - stratul exterior al atmosferei, din care atomii de hidrogen ușori și care se mișcă rapid pot scăpa în spațiul cosmic. Compoziția chimică a atmosferei Pământului aici este reprezentată mai mult de atomi individuali de oxigen în straturile inferioare, atomi de heliu în mijloc și aproape exclusiv atomi de hidrogen în cele superioare. Aici domnește temperaturi mari- aproximativ 3000 K si nu exista presiune atmosferica.

Cum s-a format atmosfera pământului?

Dar, așa cum am menționat mai sus, planeta nu a avut întotdeauna o astfel de compoziție a atmosferei. În total, există trei concepte despre originea acestui element. Prima ipoteză presupune că atmosfera a fost luată în procesul de acumulare dintr-un nor protoplanetar. Cu toate acestea, astăzi această teorie este supusă unor critici semnificative, deoarece o astfel de atmosferă primară trebuie să fi fost distrusă de „vântul” solar dintr-o stea din sistemul nostru planetar. În plus, se presupune că elementele volatile nu ar putea rămâne în zona de formare a planetelor precum grupul terestru din cauza temperaturilor prea ridicate.

Compoziția atmosferei primare a Pământului, așa cum sugerează cea de-a doua ipoteză, ar putea fi formată din cauza bombardării active a suprafeței de către asteroizi și comete care au sosit din vecinătate. sistem solarîn stadiile incipiente de dezvoltare. Este destul de dificil să confirmi sau să infirmi acest concept.

Experiment la IDG RAS

Cea mai plauzibilă este a treia ipoteză, care crede că atmosfera a apărut ca urmare a eliberării de gaze din mantaua scoarței terestre în urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani. Acest concept a fost testat la Institutul de Geologie și Geochimie al Academiei Ruse de Științe în cursul unui experiment numit „Tsarev 2”, când o probă dintr-o substanță meteorică a fost încălzită în vid. Apoi, a fost înregistrată eliberarea de gaze precum H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 etc.. Prin urmare, oamenii de știință au presupus pe bună dreptate că compoziția chimică a atmosferei primare a Pământului include apă și dioxid de carbon, fluorură de hidrogen. vapori (HF), monoxid de carbon gazos (CO), hidrogen sulfurat (H 2 S), compuși de azot, hidrogen, metan (CH 4), vapori de amoniac (NH 3), argon etc. Vaporii de apă din atmosfera primară au participat la formarea hidrosferei, dioxidul de carbon s-a dovedit a fi mai mult în stare legată în substanțele organice și stânci ah, azotul a trecut în compoziția aerului modern și, de asemenea, din nou în roci sedimentare și materie organică.

Compoziția atmosferei primare a Pământului nu ar permite oameni moderni să fie în el fără aparat de respirat, deoarece atunci nu era oxigen în cantitățile necesare. Acest element a apărut în cantități semnificative în urmă cu un miliard și jumătate de ani, după cum se crede, în legătură cu dezvoltarea procesului de fotosinteză în alge albastru-verde și alte alge, care sunt cei mai vechi locuitori ai planetei noastre.

Oxigen minim

Faptul că compoziția atmosferei Pământului a fost inițial aproape anoxică este indicat de faptul că grafitul (carbonul) ușor oxidat, dar nu oxidat, se găsește în cele mai vechi roci (katarheene). Ulterior, așa-numita bandă minereuri de fier, care includea straturi intermediare de oxizi de fier îmbogățiți, ceea ce înseamnă apariția pe planetă a unei puternice surse de oxigen sub formă moleculară. Dar aceste elemente au apărut doar periodic (poate că aceleași alge sau alți producători de oxigen au apărut ca mici insule într-un deșert anoxic), în timp ce restul lumii era anaerob. Aceasta din urmă este susținută de faptul că pirita ușor oxidabilă a fost găsită sub formă de pietricele, prelucrate de curgere fără urme. reacții chimice. Deoarece apele curgătoare nu pot fi aerate slab, a evoluat opinia conform căreia atmosfera pre-cambriană conținea mai puțin de un procent de oxigen din compoziția actuală.

Schimbare revoluționară în compoziția aerului

Aproximativ la mijlocul Proterozoicului (acum 1,8 miliarde de ani), a avut loc „revoluția oxigenului”, când lumea a trecut la respirația aerobă, timp în care de la o moleculă. nutrient(glucoză) puteți obține 38, și nu două (ca în respirația anaerobă) unități de energie. Compoziția atmosferei Pământului, în ceea ce privește oxigenul, a început să depășească un procent din cea modernă și a început să apară un strat de ozon, care protejează organismele de radiații. De la ea au fost „ascunse” sub scoici groase, de exemplu, animale străvechi precum trilobiții. De atunci și până în epoca noastră, conținutul principalului element „respirator” a crescut treptat și încet, oferind o varietate de dezvoltare a formelor de viață de pe planetă.

YouTube enciclopedic

    1 / 5

    ✪ Nava spațială Pământească (Episodul 14) - Atmosferă

    ✪ De ce atmosfera nu a fost trasă în vidul spațiului?

    ✪ Intrarea în atmosfera Pământului a navei spațiale „Soyuz TMA-8”

    ✪ Structura atmosferei, sensul, studiul

    ✪ O. S. Ugolnikov „Atmosfera superioară. Întâlnirea Pământului și a spațiului”

    Subtitrări

Limita atmosferei

Atmosfera este considerată acea zonă din jurul Pământului în care mediul gazos se rotește împreună cu Pământul în ansamblu. Atmosfera trece în spațiul interplanetar treptat, în exosferă, începând de la o altitudine de 500-1000 km de suprafața Pământului.

Conform definiției propuse de Federația Internațională a Aviației, granița dintre atmosferă și spațiu este trasată de-a lungul liniei Karmana, situată la o altitudine de aproximativ 100 km, deasupra căreia zborurile aeriene devin complet imposibile. NASA folosește marca de 122 de kilometri (400.000 de picioare) ca limită a atmosferei, unde navetele trec de la manevrarea motorizată la manevrarea aerodinamică.

Proprietăți fizice

Pe lângă gazele indicate în tabel, atmosfera conține Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, hidrocarburi, HCl,, HBr, vapori, I 2, Br 2, precum și multe altele. gaze în cantități mici. În troposferă există în mod constant o cantitate mare de particule solide și lichide în suspensie (aerosol). Radonul (Rn) este cel mai rar gaz din atmosfera Pământului.

Structura atmosferei

stratul limită al atmosferei

Stratul inferior al troposferei (1-2 km grosime), în care starea și proprietățile suprafeței Pământului afectează direct dinamica atmosferei.

troposfera

Limita sa superioară se află la o altitudine de 8-10 km în latitudini polare, 10-12 km în latitudinile temperate și 16-18 km în latitudini tropicale; mai scăzut iarna decât vara.
Stratul principal inferior al atmosferei conține mai mult de 80% din masa totală a aerului atmosferic și aproximativ 90% din toți vaporii de apă prezenți în atmosferă. Turbulența și convecția sunt puternic dezvoltate în troposferă, apar norii, se dezvoltă cicloni și anticicloni. Temperatura scade cu altitudinea cu un gradient vertical mediu de 0,65°/100 metri.

tropopauza

Stratul de tranziție de la troposferă la stratosferă, stratul atmosferei în care încetează scăderea temperaturii odată cu înălțimea.

Stratosferă

Stratul atmosferei situat la o altitudine de 11 până la 50 km. O ușoară modificare a temperaturii în stratul de 11-25 km (stratul inferior al stratosferei) și creșterea acesteia în stratul de 25-40 km de la -56,5 la +0,8 ° (stratosfera superioară sau regiunea de inversare) sunt tipice. Atinsă o valoare de aproximativ 273 K (aproape 0 °C) la o altitudine de aproximativ 40 km, temperatura rămâne constantă până la o altitudine de aproximativ 55 km. Această regiune de temperatură constantă se numește stratopauză și este granița dintre stratosferă și mezosferă.

Stratopauza

Stratul limită al atmosferei dintre stratosferă și mezosferă. Există un maxim în distribuția verticală a temperaturii (aproximativ 0 °C).

Mezosfera

Termosferă

Limita superioară este de aproximativ 800 km. Temperatura se ridică la altitudini de 200-300 km, unde atinge valori de ordinul a 1500 K, după care rămâne aproape constantă până la altitudini mari. Sub acțiunea radiației solare și a radiației cosmice, aerul este ionizat („lumini polare”) - principalele regiuni ale ionosferei se află în interiorul termosferei. La altitudini de peste 300 km predomină oxigenul atomic. Limita superioară a termosferei este determinată în mare măsură de activitatea curentă a Soarelui. În perioadele de activitate scăzută - de exemplu, în 2008-2009 - există o scădere vizibilă a dimensiunii acestui strat.

Termopauza

Regiunea atmosferei deasupra termosferei. În această regiune, absorbția radiației solare este nesemnificativă și temperatura nu se modifică efectiv odată cu înălțimea.

Exosfera (sfera de împrăștiere)

Până la o înălțime de 100 km, atmosfera este un amestec omogen, bine amestecat de gaze. În straturile superioare, distribuția gazelor în înălțime depinde de masele lor moleculare, concentrația gazelor mai grele scade mai repede cu distanța de la suprafața Pământului. Datorită scăderii densității gazelor, temperatura scade de la 0 °C în stratosferă la −110 °C în mezosferă. Cu toate acestea, energia cinetică a particulelor individuale la altitudini de 200–250 km corespunde unei temperaturi de ~150 °C. Peste 200 km, se observă fluctuații semnificative ale temperaturii și densității gazelor în timp și spațiu.

La o altitudine de aproximativ 2000-3500 km, exosfera trece treptat în așa-numita în apropierea vidului spațial, care este umplut cu particule rare de gaz interplanetar, în principal atomi de hidrogen. Dar acest gaz este doar o parte din materia interplanetară. Cealaltă parte este compusă din particule asemănătoare prafului de origine cometă și meteorică. Pe lângă particulele extrem de rarefiate asemănătoare prafului, în acest spațiu pătrunde radiația electromagnetică și corpusculară de origine solară și galactică.

Revizuire

Troposfera reprezintă aproximativ 80% din masa atmosferei, stratosfera reprezintă aproximativ 20%; masa mezosferei - nu mai mult de 0,3%, termosfera - mai puțin de 0,05% din greutate totală atmosfera.

Pe baza proprietăților electrice din atmosferă, ele emit neutrosferași ionosferă .

În funcție de compoziția gazului din atmosferă, ele emit homosferăși heterosferă. heterosferă- aceasta este o zonă în care gravitația afectează separarea gazelor, deoarece amestecarea lor la o astfel de înălțime este neglijabilă. De aici urmează compoziția variabilă a heterosferei. Sub ea se află o parte bine amestecată, omogenă a atmosferei, numită homosferă. Limita dintre aceste straturi se numește turbopauză, se află la o altitudine de aproximativ 120 km.

Alte proprietăți ale atmosferei și efecte asupra corpului uman

Deja la o altitudine de 5 km deasupra nivelului mării, o persoană neantrenată dezvoltă foamete de oxigen și, fără adaptare, performanța unei persoane este redusă semnificativ. Aici se termină zona fiziologică a atmosferei. Respirația omului devine imposibilă la o altitudine de 9 km, deși până la aproximativ 115 km atmosfera conține oxigen.

Atmosfera ne oferă oxigenul de care avem nevoie pentru a respira. Cu toate acestea, din cauza căderii presiune totală atmosferă, pe măsură ce vă ridicați la o înălțime, presiunea parțială a oxigenului scade în consecință.

Istoria formării atmosferei

Conform teoriei celei mai comune, atmosfera Pământului a fost în trei compoziții diferite de-a lungul istoriei sale. Inițial, a constat din gaze ușoare (hidrogen și heliu) captate din spațiul interplanetar. Acest așa-zis atmosfera primara. În etapa următoare, activitatea vulcanică activă a dus la saturarea atmosferei cu alte gaze decât hidrogenul (dioxid de carbon, amoniac, vapori de apă). Acesta este cum atmosfera secundara. Această atmosferă era reconfortantă. În plus, procesul de formare a atmosferei a fost determinat de următorii factori:

  • scurgerea gazelor ușoare (hidrogen și heliu) în spațiul interplanetar;
  • reacții chimice care au loc în atmosferă sub influența radiațiilor ultraviolete, a descărcărilor de fulgere și a altor factori.

Treptat, acești factori au dus la formare atmosfera tertiara, caracterizată printr-un conținut mult mai scăzut de hidrogen și un conținut mult mai mare de azot și dioxid de carbon (format ca urmare a reacțiilor chimice din amoniac și hidrocarburi).

Azot

Formarea unei cantități mari de azot N 2 se datorează oxidării atmosferei amoniac-hidrogen de către oxigenul molecular O 2, care a început să iasă de la suprafața planetei ca urmare a fotosintezei, începând cu 3 miliarde de ani în urmă. Azotul N 2 este de asemenea eliberat în atmosferă ca urmare a denitrificării nitraților și a altor compuși care conțin azot. Azotul este oxidat de ozon la NO în atmosfera superioară.

Azotul N 2 intră în reacții numai în condiții specifice (de exemplu, în timpul unei descărcări de fulgere). Oxidarea azotului molecular de către ozon în timpul descărcărilor electrice este utilizată în cantități mici în producția industrială de îngrășăminte cu azot. Poate fi oxidat cu un consum redus de energie și transformat într-o formă biologic activă de către cianobacteriile (alge albastre-verzi) și bacteriile nodulare care formează o simbioză rizobială cu leguminoasele, care pot fi plante eficiente de gunoi verzi care nu epuizează, ci îmbogățesc solul. cu îngrășăminte naturale.

Oxigen

Compoziția atmosferei a început să se schimbe radical odată cu apariția organismelor vii pe Pământ, ca urmare a fotosintezei, însoțită de eliberarea de oxigen și absorbția de dioxid de carbon. Inițial, oxigenul a fost cheltuit pentru oxidarea compușilor reduși - amoniac, hidrocarburi, forma feroasă a fierului conținută în oceane și altele. La sfârșitul acestei etape, conținutul de oxigen din atmosferă a început să crească. Treptat, s-a format o atmosferă modernă cu proprietăți oxidante. Deoarece acest lucru a provocat schimbări grave și abrupte în multe procese care au loc în atmosferă, litosferă și biosferă, acest eveniment a fost numit Catastrofa oxigenului.

gaze nobile

Poluarea aerului

LA timpuri recente omul a început să influenţeze evoluţia atmosferei. Rezultatul activității umane a fost o creștere constantă a conținutului de dioxid de carbon din atmosferă datorită arderii combustibililor hidrocarburi acumulați în epocile geologice anterioare. Cantități uriașe de CO 2 sunt consumate în timpul fotosintezei și absorbite de oceanele lumii. Acest gaz pătrunde în atmosferă din cauza descompunerii rocilor carbonatice și a substanțelor organice de origine vegetală și animală, precum și din cauza vulcanismului și a activităților de producție umană. În ultimii 100 de ani, conținutul de CO 2 din atmosferă a crescut cu 10%, cea mai mare parte (360 de miliarde de tone) provenind din arderea combustibilului. Dacă ritmul de creștere a arderii combustibilului continuă, atunci în următorii 200-300 de ani cantitatea de CO 2 din atmosferă se va dubla și poate duce la schimbări climatice globale.

Arderea combustibilului este principala sursă de gaze poluante (СО,, SO 2). Dioxidul de sulf este oxidat de oxigenul atmosferic la SO 3, iar oxidul de azot la NO 2 în atmosfera superioară, care la rândul lor interacționează cu vaporii de apă, iar acidul sulfuric rezultat H 2 SO 4 și acidul azotic HNO 3 cad pe suprafața Pământului în forma așa-numita ploaie acidă. Utilizare

Atmosferă (din grecescul ατμός - „abur” și σφαῖρα – „sferă”) – învelișul gazos al unui corp ceresc, ținut în jurul lui de gravitație. Atmosfera - învelișul gazos al planetei, format dintr-un amestec de diverse gaze, vapori de apă și praf. Schimbul de materie dintre Pământ și Cosmos are loc prin atmosferă. Pământul primește praf cosmic și material meteoritic, pierde cele mai ușoare gaze: hidrogen și heliu. Atmosfera Pământului este pătrunsă în întregime de puternica radiație a Soarelui, care determină regimul termic al suprafeței planetei, provocând disocierea moleculelor de gaz atmosferic și ionizarea atomilor.

Atmosfera Pământului conține oxigen, care este folosit de majoritatea organismelor vii pentru respirație, și dioxid de carbon, care este consumat de plante, alge și cianobacterii în timpul fotosintezei. Atmosfera este, de asemenea, stratul protector al planetei, protejându-i locuitorii de radiațiile ultraviolete solare.

Toate corpurile masive au o atmosferă - planete terestre, giganți gazosi.

Compoziția atmosferei

Atmosfera este un amestec de gaze format din azot (78,08%), oxigen (20,95%), dioxid de carbon (0,03%), argon (0,93%), o cantitate mică de heliu, neon, xenon, cripton (0,01%), 0,038% dioxid de carbon și cantități mici de hidrogen, heliu, alte gaze nobile și poluanți.

Compoziția modernă a aerului Pământului a fost stabilită cu mai bine de o sută de milioane de ani în urmă, dar creșterea bruscă a activității de producție umană a dus totuși la schimbarea acesteia. În prezent se constată o creștere a conținutului de CO 2 cu aproximativ 10-12%.Gazele care alcătuiesc atmosfera îndeplinesc diverse roluri funcționale. Cu toate acestea, semnificația principală a acestor gaze este determinată în primul rând de faptul că ele absorb foarte puternic energia radiantă și astfel au un efect semnificativ asupra regim de temperatură Suprafața și atmosfera Pământului.

Compoziția inițială a atmosferei unei planete depinde de obicei de proprietățile chimice și termice ale soarelui în timpul perioadei de formare planetară și eliberare ulterioară. gazele externe. Apoi compoziția învelișului de gaz evoluează sub influența diverșilor factori.

Atmosfera lui Venus și Marte este în mare parte dioxid de carbon cu mici adaosuri de azot, argon, oxigen și alte gaze. Atmosfera Pământului este în mare parte un produs al organismelor care trăiesc în ea. Giganții gazoși la temperatură scăzută - Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun - pot deține în mare parte gaze cu greutate moleculară mică - hidrogen și heliu. Giganții gazoși la temperatură înaltă, precum Osiris sau 51 Pegasi b, dimpotrivă, nu îl pot ține, iar moleculele atmosferei lor sunt împrăștiate în spațiu. Acest proces este lent și continuu.

Azot, cel mai comun gaz din atmosferă, puțin activ din punct de vedere chimic.

Oxigen, spre deosebire de azot, este un element foarte activ din punct de vedere chimic. Funcția specifică a oxigenului este oxidarea materie organică organisme heterotrofe, roci și gaze suboxidate emise în atmosferă de vulcani. Fără oxigen, nu ar exista descompunerea materiei organice moarte.

Structura atmosferică

Structura atmosferei constă din două părți: interioară - troposferă, stratosferă, mezosferă și termosferă, sau ionosferă, și exterioară - magnetosferă (exosferă).

1) Troposfera- aceasta este partea inferioară a atmosferei, în care se concentrează 3/4, adică ~ 80% din întreaga atmosferă a pământului. Înălțimea sa este determinată de intensitatea curenților de aer verticali (crescatori sau descendenți) provocați de încălzirea suprafeței pământului și a oceanului, deci grosimea troposferei la ecuator este de 16-18 km, la latitudini temperate 10-11 km. , iar la poli - până la 8 km. Temperatura aerului în troposferă la altitudine scade cu 0,6ºС la fiecare 100 m și variază de la +40 la -50ºС.

2) stratosferă situat deasupra troposferei și are o înălțime de până la 50 km de suprafața planetei. Temperatura la o altitudine de până la 30 km este constantă -50ºС. Apoi începe să se ridice și la o altitudine de 50 km ajunge la +10ºС.

Limita superioară a biosferei este ecranul de ozon.

Ecranul de ozon este un strat al atmosferei din interiorul stratosferei, situat la diferite înălțimi față de suprafața Pământului și având o densitate maximă de ozon la o altitudine de 20-26 km.

Înălțimea stratului de ozon la poli este estimată la 7-8 km, la ecuator la 17-18 km, iar înălțimea maximă a prezenței ozonului este de 45-50 km. Deasupra ecranului cu ozon, viața este imposibilă din cauza radiațiilor ultraviolete aspre ale soarelui. Dacă comprimați toate moleculele de ozon, obțineți un strat de ~ 3 mm în jurul planetei.

3) Mezosfera– limita superioară a acestui strat este situată până la o înălțime de 80 km. Caracteristica sa principală este o scădere bruscă a temperaturii -90ºС la limita sa superioară. Aici sunt fixați nori argintii formați din cristale de gheață.

4) Ionosferă (termosferă) - situată până la o altitudine de 800 km și se caracterizează printr-o creștere semnificativă a temperaturii:

150 km temperatura +240ºС,

200 km temperatura +500ºС,

600 km temperatura +1500ºС.

Sub influența radiațiilor ultraviolete de la Soare, gazele sunt în stare ionizată. Ionizarea este asociată cu strălucirea gazelor și apariția aurorelor.

Ionosfera are capacitatea de a reflecta în mod repetat undele radio, ceea ce asigură comunicații radio la distanță lungă pe planetă.

5) Exosfera- este situat peste 800 km si se extinde pana la 3000 km. Aici temperatura este >2000ºС. Viteza de mișcare a gazului se apropie de cea critică ~ 11,2 km/sec. Domină atomii de hidrogen și heliu, care formează o coroană luminoasă în jurul Pământului, extinzându-se până la o altitudine de 20.000 km.

Funcții ale atmosferei

1) Termoregulatoare - vremea și clima de pe Pământ depind de distribuția căldurii, a presiunii.

2) Susținerea vieții.

3) În troposferă, are loc o mișcare globală verticală și orizontală a maselor de aer, care determină ciclul apei, transferul de căldură.

4) Aproape toate procesele geologice de suprafață se datorează interacțiunii atmosferei, litosferei și hidrosferei.

5) Protectie - atmosfera protejeaza pamantul de spatiu, radiatia solara si praful de meteoriti.

Funcții ale atmosferei. Fără atmosferă, viața pe Pământ ar fi imposibilă. O persoană consumă zilnic 12-15 kg. aer, inhalând în fiecare minut de la 5 la 100 de litri, ceea ce depășește semnificativ necesarul mediu zilnic de hrană și apă. În plus, atmosfera protejează în mod fiabil o persoană de pericolele care o amenință din spațiul cosmic: nu lasă meteoriții și radiațiile cosmice să treacă. O persoană poate trăi cinci săptămâni fără mâncare, cinci zile fără apă și cinci minute fără aer. Viața normală a oamenilor necesită nu numai aer, ci și o anumită puritate a acestuia. Sănătatea oamenilor, starea florei și faunei, rezistența și durabilitatea structurilor clădirilor și structurilor depind de calitatea aerului. Aerul poluat este dăunător apelor, pământului, mărilor, solurilor. Atmosfera determină lumina și reglează regimurile termice ale pământului, contribuie la redistribuirea căldurii către globul. Învelișul de gaz protejează Pământul de răcirea și încălzirea excesivă. Dacă planeta noastră nu ar fi înconjurată de o înveliș de aer, atunci în decurs de o zi amplitudinea fluctuațiilor de temperatură ar ajunge la 200 C. Atmosfera salvează tot ce trăiește pe Pământ de ultraviolete, raze X și razele cosmice distructive. Importanța atmosferei în distribuția luminii este mare. Aerul său sparge razele soarelui într-un milion de raze mici, le împrăștie și creează o iluminare uniformă. Atmosfera servește drept conductor al sunetelor.

Postari similare