Atmosfera ziemi
Atmosfera — газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией.
Atmosfera ziemska zawiera używany tlenwiększość organizmów żywych do oddychania oraz dwutlenek węgla pochłaniany przez rośliny i cyjanobakterie podczas fotosyntezy. Atmosfera jest również warstwą ochronną planety, chroniącą jej mieszkańców przed słonecznym promieniowaniem ultrafioletowym i meteorytami.
Атмосфера есть у всех массивных тел — газовых гигантов и большинства планет земного типа в Солнечной системе, кроме Меркурия.
- Granice atmosfery
Atmosfera jest uważana za ten obszar wokółZiemia, w której ośrodek gazowy obraca się wraz z Ziemią jako całością. Stopniowo przechodzi w przestrzeń międzyplanetarną, w egzosferze, zaczynając na wysokości 500–1000 km od powierzchni Ziemi.
По определению, предложенному Международной авиационной федерацией, граница атмосферы и космоса проводится по линии Кармана, расположенной на высоте 100 км, выше которой авиационные полеты становятся полностью невозможными.
NASA używa znaku 122 km (400 000 stóp) jako granicy atmosfery, gdzie wahadłowce przeszły z manewrów napędzanych silnikiem na manewry aerodynamiczne.
- Kompozycja
Atmosfera ziemska jest wynikiem dwóchprocesy: odparowanie substancji z ciał kosmicznych spadających na Ziemię i uwolnienie gazów podczas erupcji wulkanów (odgazowanie płaszcza ziemskiego). Wraz z uwolnieniem oceanów i pojawieniem się biosfery atmosfera zmieniła się w wyniku wymiany gazowej z wodą, roślinami, zwierzętami i produktami ich rozkładu w glebach i bagnach.
Obecnie atmosfera ziemska składa się głównie z gazów i różnych zanieczyszczeń (pył, kropelki wody, kryształki lodu, sole morskie, produkty spalania).
Historia powstania atmosfery
Согласно наиболее распространенной теории, атмосфера Земли на протяжении истории последней перебыла в трех различных составах. Первоначально она состояла из легких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства. Это так называемая pierwotna atmosfera.
На следующем этапе активная вулканическая деятельность привела к насыщению атмосферы и другими газами, кроме водорода (углекислым газом, аммиаком, водяным паром). Так образовалась atmosfera wtórna... Atmosfera była regenerująca. Ponadto proces powstawania atmosfery był determinowany przez następujące czynniki:
- wyciek lekkich gazów (wodoru i helu) do przestrzeni międzyplanetarnej;
- reakcje chemiczne w atmosferze pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, wyładowań atmosferycznych i niektórych innych czynników.
Постепенно эти факторы привели к образованию trzeciorzędowa atmosferacharakteryzujący się znacznie niższą zawartością wodoru oraz dużo wyższą zawartością azotu i dwutlenku węgla (powstającego w wyniku reakcji chemicznych z amoniakiem i węglowodorami).
Tlen w atmosferze
Состав атмосферы начал радикально меняться с появлением на Земле живых организмов, в результате фотосинтеза, сопровождающегося выделением кислорода и поглощением углекислого газа.
Первоначально кислород расходовался на окисление восстановленных соединений — аммиака, углеводородов, закисной формы железа, содержавшейся в океанах и другом.
Pod koniec tego etapu zawartość tlenu watmosfera zaczęła rosnąć. Stopniowo powstała nowoczesna atmosfera o właściwościach utleniających. Ponieważ spowodowało to poważne i nagłe zmiany w wielu procesach zachodzących w atmosferze, litosferze i biosferze, wydarzenie to nazwano Katastrofą Tlenową.
Dlaczego tlen z atmosfery znika?
Okazało się, że w tym czasie z Ziemiwystępuje dość stabilny wyciek tlenu z szybkością około 8,4 ppm na milion lat. W szczególności w ciągu ostatnich 800 tysięcy lat atmosfera w atmosferze zmniejszyła się o około 0,7% mniej tlenu.
Diagram po lewej stronie pokazuje, jak różnewyniki modelowania naukowego stosunku atmosferycznego O2 / N2 i ciśnienia parcjalnego. Wykres po prawej przedstawia zmianę ciśnienia cząstkowego na podstawie wyników pomiarów pęcherzyków powietrza w rdzeniach lodowych przez 800 tysięcy lat.
Уменьшение количества кислорода в атмосфере происходит довольно медленно. Вероятно, в ближайшие миллионы лет оно не угрожает человеческой жизни. Но информация о природе таких циклов очень важна для науки.
Musisz wiedzieć pod wpływem jakich czynnikówzachodzą zmiany. Informacje te można wykorzystać między innymi podczas terraformowania Marsa, kiedy ludzie zaczynają zaludniać Czerwoną Planetę. Prawdopodobnie będziemy musieli zwiększyć ilość tlenu w atmosferze Marsa.
Dlaczego tlen znika?
Naukowcy nie doszli jeszcze do porozumienia co do tego, dlaczego atmosfera ziemska powoli traci tlen. Istnieją dwie hipotezy.
- Увеличение скорости эрозии, в результате которой из почвы извлекается больше горных пород, которые окисляются и связывают больше кислорода.
- Zmiana klimatu.Temperatury nieznacznie spadły w ciągu ostatnich kilku milionów lat, pomimo gwałtownego wzrostu w ostatnich dziesięcioleciach. Ze względu na spadek temperatury można było zainicjować łańcuch reakcji ekologicznych, w wyniku których więcej tlenu zaczęło rozpuszczać się i wiązać w oceanach.
Czy tlen zniknie całkowicie?
Tak, przynajmniej do takiego wniosku doszli japoński naukowiec z Toho University Kazumi Ozaki i jego amerykański kolega Christopher Reinhard z Georgia Institute of Technology.
Eksperci stworzyli model ewolucji atmosferynaszą planetę, biorąc pod uwagę czynniki geologiczne, biologiczne i klimatyczne. W rezultacie odkryli, że atmosfera ziemska pozostanie względnie stabilna przez około miliard lat, a potem, za kilka tysięcy lat, stanie się praktycznie beztlenowa.
Według naukowców przyczyną katastrofy będziepolegają na zwiększonej aktywności Słońca, dzięki czemu zmniejszy się zawartość dwutlenku węgla w atmosferze. Kiedy ten wskaźnik osiągnie punkt krytyczny, proces fotosyntezy zostanie zakłócony na planecie, a tlen przestanie przedostawać się do atmosfery.
Biosfera nie będzie miała czasu na przystosowanie się do tak znaczących zmian środowiskowych. Świat prymitywnych mikrobów beztlenowych, który dziś czai się w cieniu, znów zwycięży.
Zakończenie autorów pracy
Jak Ziemia będzie bez tlenu?
Такое состояние уже было с нашей планетой до кислородной катастрофы.
Dokładny skład pierwotnej atmosfery Ziemidziś nie jest znane, jednak z reguły naukowcy uważają, że powstał on w wyniku odgazowania płaszcza i miał charakter regeneracyjny. Oparty był na dwutlenku węgla, siarkowodorze, amoniaku, metanie. Świadczą o tym:
- nieutlenione osady, które utworzyły się wyraźnie na powierzchni (na przykład kamyki rzeczne z pirytu nieodporne na tlen);
- brak znanych znaczących źródeł tlenu i innych utleniaczy;
- badanie potencjalnych źródeł pierwotnej atmosfery (gazy wulkaniczne, skład innych ciał niebieskich).
Поскольку подавляющая часть организмов того времени была анаэробной, неспособной существовать при значимых концентрациях кислорода, произошла глобальная смена сообществ: анаэробные сообщества сменились аэробными, ограниченными ранее лишь «кислородными карманами». Анаэробные же сообщества, наоборот, оказались оттеснены в «анаэробные карманы» (образно говоря, «биосфера вывернулась наизнанку»).
W przyszłości obecność tlenu cząsteczkowego wAtmosfera doprowadziła do powstania ekranu ozonowego, który znacznie rozszerzył granice biosfery i do rozprzestrzenienia się korzystniejszego energetycznie (w porównaniu z beztlenowym) oddychania tlenem.
Czytaj więcej
Uran uzyskał status najdziwniejszej planety w Układzie Słonecznym. Dlaczego?
Fizycy stworzyli analogię czarnej dziury i potwierdzili teorię Hawkinga. Dokąd to prowadzi?
Aborcja i nauka: co stanie się z dziećmi, które będą rodzić