Atmosfære på jorden
Stemning - en gasformig skal af et himmellegeme, der holdes i nærheden af det af tyngdekraften.
Jordens atmosfære indeholder anvendt iltde fleste levende organismer til respiration og kuldioxid, der forbruges af planter og cyanobakterier under fotosyntese. Atmosfæren er også planetens beskyttende lag, der beskytter dens indbyggere mod ultraviolet solstråling og meteoritter.
Alle massive legemer – gasgiganter og de fleste jordiske planeter i solsystemet, undtagen Merkur – har en atmosfære.
- Atmosfære grænser
Atmosfæren anses for at være det område omkringJorden, hvor det gasformige medium roterer med Jorden som helhed. Det passerer gradvist ind i det interplanetære rum i eksosfæren og starter i en højde på 500-1000 km fra jordens overflade.
Ifølge definitionen foreslået af InternationalenAviation Federation, grænsen for atmosfæren og rummet er trukket langs Karman-linjen, der ligger i en højde af 100 km, over hvilken luftfartsflyvninger bliver fuldstændig umulige.
NASA bruger mærket 122 km (400.000 ft) som atmosfærens grænse, hvor pendulkørsler skiftede fra motordrevet manøvrering til aerodynamisk manøvrering.
- Sammensætning
Jordens atmosfære er resultatet af toprocesser: fordampning af stoffet i kosmiske legemer, når de falder til Jorden, og frigivelse af gasser under vulkanudbrud (afgasning af jordens kappe). Med frigørelsen af havene og fremkomsten af biosfæren ændrede atmosfæren sig på grund af gasudveksling med vand, planter, dyr og deres nedbrydningsprodukter i jord og sumpe.
På nuværende tidspunkt består jordens atmosfære hovedsageligt af gasser og forskellige urenheder (støv, vanddråber, iskrystaller, havsalt, forbrændingsprodukter).
Historien om dannelsen af atmosfæren
Ifølge den mest almindelige teori,Jordens atmosfære har haft tre forskellige sammensætninger gennem sin historie. Til at begynde med bestod den af lette gasser (brint og helium) fanget fra det interplanetariske rum. Dette er den såkaldteprimær atmosfære.
På næste trin førte aktiv vulkansk aktivitet til mætning af atmosfæren med andre gasser end brint (kuldioxid, ammoniak, vanddamp). Sådan blev det dannetsekundær atmosfære... Atmosfæren var genoprettende. Yderligere blev processen med dannelse af atmosfæren bestemt af følgende faktorer:
- lækage af lette gasser (brint og helium) ind i det interplanetære rum
- kemiske reaktioner i atmosfæren under påvirkning af ultraviolet stråling, lynudledninger og nogle andre faktorer.
Gradvist førte disse faktorer til dannelsentertiær atmosfære, kendetegnet ved et meget lavere hydrogenindhold og et meget højere nitrogen- og kuldioxidindhold (dannet som et resultat af kemiske reaktioner fra ammoniak og carbonhydrider).
Ilt i atmosfæren
Atmosfærens sammensætning begyndte at ændre sig radikalt med udseendet af levende organismer på Jorden, som et resultat af fotosyntese, ledsaget af frigivelse af ilt og absorption af kuldioxid.
Oprindeligt blev ilt brugt på oxidation af reducerede forbindelser - ammoniak, kulbrinter, jernholdig form af jern indeholdt i havene osv.
I slutningen af dette trin, iltindholdet iatmosfæren begyndte at vokse. Efterhånden blev der dannet en moderne atmosfære med oxiderende egenskaber. Da dette forårsagede alvorlige og pludselige ændringer i mange processer, der fandt sted i atmosfæren, litosfæren og biosfæren, blev denne begivenhed kaldet Oxygen Catastrophe.
Hvorfor forsvinder ilt fra atmosfæren?
Det viste sig, at i løbet af denne tid fra Jordender er en forholdsvis stabil iltlækage med en hastighed på ca. 8,4 ppm pr. million år. Især er atmosfæren i atmosfæren i løbet af de sidste 800 tusind år blevet omkring 0,7% mindre ilt.
Diagrammet til venstre viser hvor forskelligtresultater af videnskabelig modellering af atmosfærisk O2 / N2-forhold og partialtryk. Diagrammet til højre viser ændringen i partialtrykket baseret på resultaterne af måling af luftbobler i iskerner i 800 tusind år.
Reduktion af mængden af ilt i atmosfærensker ret langsomt. Det vil sandsynligvis ikke true menneskers liv i millioner af år. Men information om arten af sådanne cyklusser er meget vigtig for videnskaben.
Du skal vide under påvirkning af hvilke faktorerændringer finder sted. Disse oplysninger kan blandt andet bruges ved terræformering af Mars, når folk begynder at befolke den røde planet. Vi bliver sandsynligvis nødt til at øge mængden af ilt i Mars-atmosfæren.
Hvorfor forsvinder ilt?
Forskere er endnu ikke nået til enighed om, hvorfor Jordens atmosfære langsomt mister ilt. Der er to hypoteser.
- Forøgelse af erosionshastigheden, som fjerner mere sten fra jorden, som oxiderer og binder mere ilt.
- Ændring af klimaet.Temperaturer er faldet en smule i løbet af de sidste mange millioner år på trods af kraftige stigninger i de seneste årtier. På grund af temperaturfaldet kunne der startes en kæde af økologiske reaktioner, hvilket resulterede i, at mere ilt begyndte at opløse og binde i havene.
Forsvinder iltet helt?
Ja, i det mindste er dette den konklusion, som en japansk videnskabsmand fra Toho University Kazumi Ozaki og hans amerikanske kollega Christopher Reinhard fra Georgia Institute of Technology nåede frem til.
Eksperter har modelleret atmosfærens udviklingvores planet under hensyntagen til geologiske, biologiske og klimatiske faktorer. Som et resultat fandt de ud af, at jordens atmosfære vil forblive relativt stabil i omkring en milliard år, og efter det vil det om nogle få tusinde år blive til næsten iltfrit.
Ifølge forskere vil katastrofens årsag værebestå af solens øgede aktivitet, som indhold af kuldioxid i atmosfæren vil falde. Når denne indikator når et kritisk punkt, vil processen med fotosyntese blive forstyrret på planeten, og ilt ophører med at komme ind i atmosfæren.
Biosfæren har ikke tid til at tilpasse sig så betydelige miljøændringer. Verden af primitive anaerobe mikrober, som i dag lurer i skyggen, vil igen sejre.
Konklusion af forfatterne af arbejdet
Hvordan vil Jorden være uden ilt?
Denne tilstand eksisterede allerede på vores planet før iltkatastrofen.
Den nøjagtige sammensætning af den primære atmosfære på jorden deni dag er ukendt, men som regel mener forskere, at det blev dannet som et resultat af afgasning af kappen og var af regenerativ karakter. Det var baseret på kuldioxid, hydrogensulfid, ammoniak, methan. Dette fremgår af:
- uoxiderede aflejringer, der er dannet tydeligt på overfladen (for eksempel flodsten fra pyrit, der ikke er resistente over for ilt);
- mangel på kendte signifikante iltkilder og andre oxidanter;
- undersøgelse af potentielle kilder til den primære atmosfære (vulkanske gasser, sammensætningen af andre himmellegemer).
Siden det overvældende flertal af organismertiden var anaerobe, ude af stand til at eksistere ved signifikante iltkoncentrationer, skete der en global ændring af samfund: anaerobe samfund blev erstattet af aerobe, tidligere begrænset til "iltlommer". Anaerobe samfund blev tværtimod skubbet ind i "anaerobe lommer" (billedligt talt "biosfæren vendt vrangen ud").
I fremtiden vil tilstedeværelsen af molekylært ilt iatmosfære førte til dannelsen af en ozonskærm, som signifikant udvidede grænserne for biosfæren og til spredning af mere energisk gunstig (sammenlignet med anaerob) iltånding.
Læs mere
Uranus har modtaget status som den mærkeligste planet i solsystemet. Hvorfor?
Fysikere har skabt en analog til et sort hul og bekræftet Hawkings teori. Hvor det fører hen?
Abort og videnskab: hvad vil der ske med de børn, der føder