Atmosphère de la terre
Atmosphère - une coque gazeuse d'un corps céleste maintenue à proximité par gravité.
L'atmosphère terrestre contient de l'oxygène utiliséla plupart des organismes vivants pour la respiration et le dioxyde de carbone consommé par les plantes et les cyanobactéries pendant la photosynthèse. L'atmosphère est également la couche protectrice de la planète, protégeant ses habitants des rayons ultraviolets solaires et des météorites.
Tous les corps massifs (les géantes gazeuses et la plupart des planètes terrestres du système solaire, à l'exception de Mercure) ont une atmosphère.
- Limites de l'atmosphère
L'atmosphère est considérée comme cette zone autourTerre, dans laquelle le milieu gazeux tourne avec la Terre dans son ensemble. Il passe progressivement dans l'espace interplanétaire, dans l'exosphère, en commençant à une altitude de 500 à 1000 km de la surface de la Terre.
Selon la définition proposée par l'InternationaleFédération de l'aviation, la frontière de l'atmosphère et de l'espace est tracée le long de la ligne Karman, située à une altitude de 100 km, au-dessus de laquelle les vols aériens deviennent totalement impossibles.
La NASA utilise la marque de 122 km (400 000 pieds) comme limite de l'atmosphère, où les navettes sont passées de manœuvres motorisées à des manœuvres aérodynamiques.
- Composition
L'atmosphère terrestre est le résultat de deuxprocessus: évaporation de la substance des corps cosmiques lorsqu'ils tombent sur la Terre et libération de gaz lors d'éruptions volcaniques (dégazage du manteau terrestre). Avec la libération des océans et l'émergence de la biosphère, l'atmosphère a changé en raison des échanges gazeux avec l'eau, les plantes, les animaux et leurs produits de décomposition dans les sols et les marécages.
Actuellement, l'atmosphère terrestre est principalement constituée de gaz et d'impuretés diverses (poussières, gouttelettes d'eau, cristaux de glace, sels marins, produits de combustion).
L'histoire de la formation de l'atmosphère
Selon la théorie la plus courante,L'atmosphère terrestre a eu trois compositions différentes au cours de son histoire. Initialement, il s’agissait de gaz légers (hydrogène et hélium) captés depuis l’espace interplanétaire. C'est ce qu'on appelleatmosphère primaire.
A l'étape suivante, l'activité volcanique active a conduit à la saturation de l'atmosphère avec des gaz autres que l'hydrogène (dioxyde de carbone, ammoniac, vapeur d'eau). C'est ainsi qu'il a été forméatmosphère secondaire... L'atmosphère était réparatrice. En outre, le processus de formation de l'atmosphère a été déterminé par les facteurs suivants:
- fuite de gaz légers (hydrogène et hélium) dans l'espace interplanétaire;
- réactions chimiques dans l'atmosphère sous l'influence du rayonnement ultraviolet, des décharges de foudre et de certains autres facteurs.
Peu à peu, ces facteurs ont conduit à la formationatmosphère tertiaire, caractérisé par une teneur en hydrogène beaucoup plus faible et une teneur en azote et en dioxyde de carbone beaucoup plus élevée (formée à la suite de réactions chimiques à partir de l'ammoniac et des hydrocarbures).
Oxygène dans l'atmosphère
La composition de l'atmosphère a commencé à changer radicalement avec l'apparition d'organismes vivants sur Terre, du fait de la photosynthèse, accompagnée de la libération d'oxygène et de l'absorption de dioxyde de carbone.
Initialement, l'oxygène était dépensé pour l'oxydation de composés réduits - ammoniac, hydrocarbures, forme ferreuse du fer contenu dans les océans, etc.
À la fin de cette étape, la teneur en oxygène dansl'atmosphère a commencé à se développer. Peu à peu, une atmosphère moderne aux propriétés oxydantes s'est formée. Étant donné que cela a provoqué des changements graves et brusques dans de nombreux processus se produisant dans l'atmosphère, la lithosphère et la biosphère, cet événement a été appelé la catastrophe de l'oxygène.
Pourquoi l'oxygène disparaît-il de l'atmosphère?
Il s'est avéré que pendant ce temps de la Terreil y a une fuite d'oxygène assez stable à un taux d'environ 8,4 ppm par million d'années. En particulier, au cours des 800 000 dernières années, l'atmosphère de l'atmosphère est devenue environ 0,7% d'oxygène en moins.
Le diagramme de gauche montre à quel pointrésultats de la modélisation scientifique du rapport O2 / N2 atmosphérique et de la pression partielle. Le diagramme de droite montre l'évolution de la pression partielle basée sur les résultats de la mesure des bulles d'air dans les carottes de glace pendant 800 mille ans.
Réduire la quantité d'oxygène dans l'atmosphèrese produit assez lentement. Cela ne menacera probablement pas la vie humaine avant des millions d’années. Mais les informations sur la nature de ces cycles sont très importantes pour la science.
Vous devez savoir sous l'influence de quels facteursdes changements sont en cours. Ces informations peuvent être utilisées, entre autres, lors de la terraformation de Mars, lorsque les gens commencent à peupler la planète rouge. Nous devrons probablement augmenter la quantité d'oxygène dans l'atmosphère martienne.
Pourquoi l'oxygène disparaît-il?
Les scientifiques ne sont pas encore parvenus à un consensus sur les raisons pour lesquelles l'atmosphère terrestre perd lentement de l'oxygène. Il y a deux hypothèses.
- Augmenter le taux d’érosion, ce qui enlève plus de roches du sol, ce qui oxyde et lie plus d’oxygène.
- Changement du climat.Les températures ont légèrement baissé au cours des derniers millions d'années, malgré de fortes hausses au cours des dernières décennies. En raison de la diminution de la température, une chaîne de réactions écologiques a pu être initiée, à la suite de laquelle plus d'oxygène a commencé à se dissoudre et à se lier dans les océans.
L'oxygène disparaîtra-t-il complètement?
Oui, c'est du moins la conclusion à laquelle sont parvenus un scientifique japonais de l'université de Toho, Kazumi Ozaki et son collègue américain Christopher Reinhard du Georgia Institute of Technology.
Des experts ont modélisé l'évolution de l'atmosphèrenotre planète, en tenant compte des facteurs géologiques, biologiques et climatiques. En conséquence, ils ont découvert que l'atmosphère terrestre restera relativement stable pendant environ un milliard d'années et qu'après cela, dans quelques milliers d'années, elle deviendra pratiquement sans oxygène.
Selon les scientifiques, la cause de la catastrophe seraconsistent en une activité accrue du Soleil, en raison de laquelle la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère diminuera. Lorsque cet indicateur atteint un point critique, le processus de photosynthèse sera perturbé sur la planète et l'oxygène cessera de pénétrer dans l'atmosphère.
La biosphère n'aura pas le temps de s'adapter à des changements environnementaux aussi importants. Le monde des microbes anaérobies primitifs, qui se cache aujourd'hui dans l'ombre, prévaudra à nouveau.
Conclusion des auteurs de l'ouvrage
Comment la Terre sera-t-elle sans oxygène?
Cet état de fait existait déjà sur notre planète avant la catastrophe de l'oxygène.
La composition exacte de l'atmosphère primaire de la Terre suraujourd'hui est inconnu, cependant, en règle générale, les scientifiques pensent qu'il a été formé à la suite du dégazage du manteau et était de nature régénératrice. Il était basé sur le dioxyde de carbone, le sulfure d'hydrogène, l'ammoniac et le méthane. Ceci est attesté par:
- dépôts non oxydés qui se sont clairement formés à la surface (par exemple, cailloux de rivière de pyrite non résistants à l'oxygène);
- manque de sources importantes connues d'oxygène et d'autres oxydants;
- étude des sources potentielles de l'atmosphère primaire (gaz volcaniques, composition des autres corps célestes).
Puisque l’écrasante majorité des organismesle temps était anaérobie, incapable d'exister à des concentrations d'oxygène significatives, un changement global de communautés s'est produit : les communautés anaérobies ont été remplacées par des communautés aérobies, auparavant limitées aux seules « poches d'oxygène ». Les communautés anaérobies, au contraire, ont été poussées dans des « poches anaérobies » (au sens figuré, « la biosphère retournée »).
À l'avenir, la présence d'oxygène moléculaire dansl'atmosphère a conduit à la formation d'un écran d'ozone, qui a considérablement élargi les limites de la biosphère, et à la diffusion d'une respiration d'oxygène plus énergétiquement favorable (en comparaison avec anaérobie).
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