Jordens atmosfære
Atmosfære er den gassformige konvolutten til et himmellegeme som holdes rundt det av tyngdekraften.
Jordens atmosfære inneholder brukt oksygende fleste levende organismer for åndedrett og karbondioksid forbrukes av planter og cyanobakterier under fotosyntese. Atmosfæren er også planetens beskyttende lag, som beskytter innbyggerne mot ultrafiolett solstråling og meteoritter.
Alle massive legemer – gasskjemper og de fleste planeter – har atmosfærerterrestrisk type i solsystemet, unntatt Merkur.
- Atmosfærens grenser
Atmosfæren anses å være det området rundtJorden, der det gassformige mediet roterer med jorden som helhet. Den passerer gradvis inn i det interplanetære rommet, i eksosfæren, og starter i en høyde på 500–1000 km fra jordoverflaten.
I henhold til definisjonen foreslått av Fédération Aéronautique Internationale, trekkes grensen mellom atmosfæren og rommet langs Kármán-linjen, som ligger i en høyde på 100 km, over hvilken flytrafikk blir helt umulig.
NASA bruker merket 122 km (400 000 fot) som atmosfærens grense, der skyttelbussene byttet fra motordrevet manøvrering til aerodynamisk manøvrering.
- Sammensetning
Jordens atmosfære er resultatet av toprosesser: fordampning av stoffet i kosmiske legemer når de faller til jorden og frigjøring av gasser under vulkanutbrudd (avgassing av jordens kappe). Med utgivelsen av havene og fremveksten av biosfæren endret atmosfæren på grunn av gassutveksling med vann, planter, dyr og deres nedbrytningsprodukter i jord og sump.
For tiden består jordens atmosfære hovedsakelig av gasser og forskjellige urenheter (støv, vanndråper, iskrystaller, havsalter, forbrenningsprodukter).
Historien om dannelsen av atmosfæren
Ifølge den vanligste teorien har jordens atmosfære vært i tre forskjellige sammensetninger gjennom historien til sistnevnte.Opprinnelig besto den av lette gasser (hydrogen og helium) fanget fra det interplanetariske rom.Dette er den såkalteprimær atmosfære.
I neste fase førte aktiv vulkansk aktivitet til metning av atmosfæren med andre gasser enn hydrogen (karbondioksid, ammoniakk, vanndamp).Slik ble det dannetsekundær atmosfære... Stemningen var gjenoppbyggende. Videre ble prosessen med dannelse av atmosfæren bestemt av følgende faktorer:
- lekkasje av lette gasser (hydrogen og helium) til det interplanetære rommet;
- kjemiske reaksjoner i atmosfæren under påvirkning av ultrafiolett stråling, lynutslipp og noen andre faktorer.
Gradvis førte disse faktorene til dannelsen avtertiær atmosfære, karakterisert ved et mye lavere hydrogeninnhold og et mye høyere nitrogen- og karbondioksidinnhold (dannet som et resultat av kjemiske reaksjoner fra ammoniakk og hydrokarboner).
Oksygen i atmosfæren
Sammensetningen av atmosfæren begynte å forandre seg radikalt med utseendet til levende organismer på jorden, som et resultat av fotosyntese, ledsaget av frigjøring av oksygen og absorpsjon av karbondioksid.
I utgangspunktet ble oksygen brukt til å oksidere reduserte forbindelser som ammoniakk, hydrokarboner, oksidformen av jern inneholdt i havene og andre.
På slutten av dette stadiet kommer oksygeninnholdet iatmosfæren begynte å vokse. Etter hvert ble det dannet en moderne atmosfære med oksiderende egenskaper. Siden dette forårsaket alvorlige og brå endringer i mange prosesser som forekommer i atmosfæren, litosfæren og biosfæren, ble denne hendelsen kalt Oxygen Catastrophe.
Hvorfor forsvinner oksygen fra atmosfæren?
Det viste seg at i løpet av denne tiden fra jordendet er en ganske stabil oksygenlekkasje med en hastighet på ca. 8,4 ppm per million år. Spesielt har atmosfæren i atmosfæren de siste 800 tusen årene blitt omtrent 0,7% mindre oksygen.
Diagrammet til venstre viser hvor forskjelligresultater av vitenskapelig modellering av atmosfærisk O2 / N2-forhold og partialtrykk. Diagrammet til høyre viser endringen i partialtrykket basert på resultatene av måling av luftbobler i iskjerner i 800 tusen år.
Nedgangen i mengden oksygen i atmosfæren er ganske langsom, sannsynligvis i de neste millioner av årMen informasjon om naturen til slike sykluser er svært viktig for vitenskapen.
Du må vite under påvirkning av hvilke faktorerendringer pågår. Denne informasjonen kan blant annet brukes når terrorformering av Mars, når folk begynner å befolke den røde planeten. Vi må antagelig øke mengden oksygen i Mars-atmosfæren.
Hvorfor forsvinner oksygen?
Forskere har ennå ikke kommet til enighet om hvorfor jordens atmosfære sakte mister oksygen. Det er to hypoteser.
- En økning i erosjonshastigheten, som trekker ut flere bergarter fra jorda, som oksiderer og binder segMer oksygen.
- Endring av klima.Temperaturene har falt noe de siste million årene, til tross for kraftige økninger de siste tiårene. På grunn av temperaturreduksjonen, kunne en kjede av økologiske reaksjoner initieres, som et resultat av at mer oksygen begynte å oppløses og binde seg i havene.
Vil oksygenet forsvinne helt?
Ja, i det minste er dette konklusjonen som en japansk forsker fra Toho University Kazumi Ozaki og hans amerikanske kollega Christopher Reinhard fra Georgia Institute of Technology nådde.
Eksperter har modellert utviklingen av atmosfærenplaneten vår, med tanke på geologiske, biologiske og klimatiske faktorer. Som et resultat fant de ut at jordens atmosfære vil forbli relativt stabil i omtrent en milliard år, og etter det vil det om noen tusen år bli til praktisk talt oksygenfritt.
Ifølge forskere vil årsaken til katastrofen værebestår i den økte aktiviteten til solen, på grunn av hvilken innholdet av karbondioksid i atmosfæren vil avta. Når denne indikatoren når et kritisk punkt, vil prosessen med fotosyntese forstyrres på planeten, og oksygen vil slutte å komme inn i atmosfæren.
Biosfæren vil ikke ha tid til å tilpasse seg slike betydelige miljøendringer. Verden av primitive anaerobe mikrober, som i dag lurer i skyggen, vil igjen seire.
Konklusjon av forfatterne av arbeidet
Hvordan vil jorden være uten oksygen?
En slik tilstand skjedde allerede med planeten vår før oksygenkatastrofen.
Den nøyaktige sammensetningen av den primære atmosfæren på jordeni dag er ukjent, men som regel tror forskere at den ble dannet som et resultat av avgassing av kappen og var av regenerativ karakter. Den var basert på karbondioksid, hydrogensulfid, ammoniakk, metan. Dette bevises av:
- uoksiderte avleiringer som har dannet seg tydelig på overflaten (for eksempel elvestein fra pyritt som ikke er resistent mot oksygen)
- mangel på kjente signifikante kilder til oksygen og andre oksidanter;
- studie av potensielle kilder til den primære atmosfæren (vulkanske gasser, sammensetningen av andre himmellegemer).
Siden det overveldende flertallet av organismer på den tiden var anaerob, ikke i stand til å eksistere ved betydelige konsentrasjoner av oksygen, fant en global forandring av samfunn sted: anaerobe samfunn ble erstattet av aerobe, tidligere begrenset bare av "oksygenlommer".Anaerobe samfunn, tvert imot, ble presset inn i "anaerobe lommer" (figurativt sett, "biosfæren vendte innsiden ut").
I fremtiden vil tilstedeværelsen av molekylært oksygen iatmosfære førte til dannelsen av en ozonskjerm, som utvidet grensene for biosfæren betydelig, og til spredning av mer energisk gunstig (sammenlignet med anaerob) oksygenånding.
Les mer
Uranus har mottatt statusen som den merkeligste planeten i solsystemet. Hvorfor?
Fysikere har laget en analog av et svart hull og bekreftet Hawkings teori. Hvor det fører?
Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde