Föld légköre
Légkör - egy égitest gáznemű héja, amelyet a gravitáció tart a közelében.
A Föld légköre tartalmaz felhasznált oxigénta legtöbb élő szervezet légzés céljából, valamint a növények és a cianobaktériumok által a fotoszintézis során elfogyasztott szén-dioxid. A légkör egyben a bolygó védőrétege is, amely megvédi lakóit a nap ultraibolya sugárzásától és a meteoritoktól.
A Merkúr kivételével minden hatalmas testnek – a gázóriásoknak és a legtöbb földi bolygónak a Naprendszerben – van légköre.
- A légkör határai
A légkör a környező területnek tekinthetőFöld, amelyben a gáznemű közeg a Föld egészével együtt forog. Fokozatosan, az exoszférában kerül át a bolygóközi térbe, a Föld felszínétől 500–1000 km magasságban kezdve.
Az International által javasolt definíció szerintRepülési Szövetség, a légkör és a tér határa a 100 km-es magasságban található Karman vonal mentén húzódik, amely felett a repülés teljesen lehetetlenné válik.
A NASA a 122 km (400 000 láb) jelet használja a légkör határaként, ahol az ingák a motoros manőverezésről az aerodinamikai manőverezésre váltottak.
- Szerkezet
A Föld légköre kettő eredményefolyamatok: a kozmikus testek anyagának elpárolgása, amikor a Földre esnek, és gázok felszabadulása a vulkánkitörések során (a földköpeny gáztalanítása). Az óceánok felszabadulásával és a bioszféra megjelenésével a légkör megváltozott a vízzel, növényekkel, állatokkal és azok talajban és mocsarakban lévő bomlástermékeivel folytatott gázcsere következtében.
Jelenleg a Föld légköre főleg gázokból és különféle szennyeződésekből (por, vízcseppek, jégkristályok, tengeri sók, égéstermékek) áll.
A légkör kialakulásának története
A legelterjedtebb elmélet szerintA Föld légkörének története három különböző összetételű volt. Kezdetben könnyű gázokból (hidrogén és hélium) állt, amelyeket a bolygóközi térből fogtak be. Ez az únelsődleges légkör.
A következő szakaszban az aktív vulkáni tevékenység a légkör hidrogéntől eltérő gázokkal (szén-dioxid, ammónia, vízgőz) való telítéséhez vezetett. Így alakult kimásodlagos légkör... A légkör helyreállító volt. Ezenkívül a légkör kialakulásának folyamatát a következő tényezők határozták meg:
- könnyű gázok (hidrogén és hélium) szivárgása a bolygóközi térbe;
- kémiai reakciók a légkörben ultraibolya sugárzás, villámkibocsátások és néhány egyéb tényező hatása alatt.
Fokozatosan ezek a tényezők vezettek a kialakulásáhozharmadlagos légkör, amelyet sokkal alacsonyabb hidrogén- és sokkal magasabb nitrogén- és szén-dioxid-tartalom jellemez (ammóniából és szénhidrogénekből származó kémiai reakciók eredményeként keletkezik).
Oxigén a légkörben
A légkör összetétele gyökeresen megváltozni kezdett az élő szervezetek Földön való megjelenésével, a fotoszintézis eredményeként, amelyet oxigén felszabadulás és szén-dioxid felszívódás kísér.
Kezdetben az oxigént redukált vegyületek oxidációjára fordították - ammónia, szénhidrogének, az óceánokban található vas vas formái stb.
Ennek a szakasznak a végén az oxigéntartaloma légkör növekedni kezdett. Fokozatosan kialakult egy oxidáló tulajdonságokkal rendelkező modern légkör. Mivel ez a légkörben, a litoszférában és a bioszférában számos folyamatban komoly és hirtelen változásokat okozott, ezt az eseményt oxigénkatasztrófának nevezték.
Miért tűnik el az oxigén a légkörből?
Kiderült, hogy ez idő alatt a Földrőlelég stabil oxigénszivárgás van, körülbelül 8,4 ppm / millió év. Különösen az elmúlt 800 ezer évben a légkör a légkörben mintegy 0,7% -kal kevesebb oxigént változott.
A bal oldali ábra azt mutatja, mennyire mása légköri O2 / N2 arány és parciális nyomás tudományos modellezésének eredményei. A jobb oldali ábra a parciális nyomás változását mutatja a jégmagokban lévő légbuborékok 800 ezer év mérésének eredményei alapján.
Az oxigén mennyiségének csökkentése a légkörbenelég lassan történik. Valószínűleg évmilliókig nem fenyegeti az emberi életet. De az ilyen ciklusok természetére vonatkozó információk nagyon fontosak a tudomány számára.
Milyen tényezők hatása alatt kell tudniaváltozások zajlanak. Ez az információ felhasználható többek között a Mars terraformálásakor, amikor az emberek elkezdik benépesíteni a Vörös Bolygót. Valószínűleg növelnünk kell az oxigén mennyiségét a marsi légkörben.
Miért tűnik el az oxigén?
A tudósok még nem jutottak konszenzusra arról, hogy a Föld légköre miért veszít lassan oxigént. Két hipotézis van.
- Az erózió sebességének növelése, amely több kőzetet távolít el a talajból, amely oxidálódik és több oxigént köt meg.
- A klímaváltozás.A hőmérséklet az elmúlt néhány millió évben kissé csökkent, annak ellenére, hogy az utóbbi évtizedekben hirtelen megnőtt. A hőmérséklet csökkenése miatt megkezdődhetett az ökológiai reakciók láncolata, amelynek eredményeként több oxigén kezdett oldódni és megkötni az óceánokban.
Az oxigén teljesen eltűnik?
Igen, legalábbis erre a következtetésre jutott a Toho Egyetem japán tudósa, Kazumi Ozaki és amerikai kollégája, Christopher Reinhard a Georgia Institute of Technology-tól.
Szakértők modellezték a légkör alakulásátbolygónkat, figyelembe véve a geológiai, biológiai és éghajlati tényezőket. Ennek eredményeként megtudták, hogy a Föld légköre körülbelül egymilliárd évig viszonylag stabil marad, és ezt követően, néhány ezer év múlva, gyakorlatilag oxigénmentessé válik.
A tudósok szerint a katasztrófa oka az lesza Nap megnövekedett aktivitásában áll, amelynek következtében a légkör szén-dioxid-tartalma csökken. Amikor ez a mutató elér egy kritikus pontot, a fotoszintézis folyamata megszakad a bolygón, és az oxigén megszűnik bejutni a légkörbe.
A bioszférának nem lesz ideje alkalmazkodni az ilyen jelentős környezeti változásokhoz. A primitív anaerob mikrobák világa, amely ma árnyékban lapul, ismét érvényesülni fog.
A munka szerzőinek következtetése
Hogyan lesz a Föld oxigén nélkül?
Ez az állapot már az oxigénkatasztrófa előtt is létezett bolygónkon.
A Föld elsődleges légkörének pontos összetételema ismeretlen, azonban általában a tudósok úgy vélik, hogy a palást gáztalanításának eredményeként jött létre, és regeneratív jellegű volt. Szén-dioxidon, hidrogén-szulfidon, ammónián, metánon alapult. Ezt bizonyítja:
- oxidálatlan lerakódások, amelyek egyértelműen kialakultak a felszínen (például folyami kavicsok a piritból, amelyek nem ellenállnak az oxigénnek);
- ismert jelentős oxigén- és egyéb oxidálószerek hiánya;
- az elsődleges légkör lehetséges forrásainak (vulkanikus gázok, más égitestek összetétele) tanulmányozása.
Mivel az élőlények túlnyomó többségeaz idő anaerob volt, nem tudott jelentős oxigénkoncentráció mellett létezni, a közösségek globális változása következett be: az anaerob közösségeket aerob közösségek váltották fel, korábban csak „oxigénzsebekre” korlátozódtak. Az anaerob közösségek éppen ellenkezőleg, „anaerob zsebekbe” szorultak (képletesen szólva: „a bioszféra kifelé fordult”).
A jövőben a molekuláris oxigén jelenlétea légkör az ózonképernyő kialakulásához vezetett, amely jelentősen kibővítette a bioszféra határait, valamint az energetikailag kedvezőbb (anaerobhoz képest) oxigénlégzés elterjedéséhez vezetett.
Olvass tovább
Az Uránusz a Naprendszer legfurcsább bolygójának státuszát kapta. Miért?
A fizikusok létrehozták a fekete lyuk analógját, és megerősítették Hawking elméletét. Hova vezet?
Abortusz és tudomány: mi lesz a gyerekekkel, akik szülni fognak