Atmosfera da terra
Atmosfera - uma concha gasosa de um corpo celeste mantida perto dela pela gravidade.
A atmosfera da Terra contém oxigênio usadoa maioria dos organismos vivos para a respiração e dióxido de carbono consumido pelas plantas e cianobactérias durante a fotossíntese. A atmosfera também é a camada protetora do planeta, protegendo seus habitantes da radiação ultravioleta solar e dos meteoritos.
Todos os corpos massivos – gigantes gasosos e a maioria dos planetas terrestres do Sistema Solar, exceto Mercúrio – têm uma atmosfera.
- Limites da atmosfera
A atmosfera é considerada aquela área ao redorTerra, em que o meio gasoso gira com a Terra como um todo. Ele passa para o espaço interplanetário gradualmente, na exosfera, começando a uma altitude de 500-1000 km da superfície da Terra.
De acordo com a definição proposta pela Organização InternacionalFederação de Aviação, a fronteira da atmosfera e do espaço é traçada ao longo da linha Karman, localizada a uma altitude de 100 km, acima da qual os voos de aviação tornam-se completamente impossíveis.
A NASA usa a marca de 122 km (400.000 pés) como limite da atmosfera, onde os ônibus espaciais mudaram de manobras motorizadas para manobras aerodinâmicas.
- Composição
A atmosfera da Terra é o resultado de doisprocessos: evaporação da substância dos corpos cósmicos quando caem na Terra e liberação de gases durante as erupções vulcânicas (desgaseificação do manto terrestre). Com a liberação dos oceanos e o surgimento da biosfera, a atmosfera mudou devido às trocas gasosas com água, plantas, animais e seus produtos de decomposição em solos e pântanos.
Atualmente, a atmosfera da Terra consiste principalmente de gases e várias impurezas (poeira, gotículas de água, cristais de gelo, sais marinhos, produtos de combustão).
A história da formação da atmosfera
De acordo com a teoria mais comum,A atmosfera da Terra teve três composições diferentes ao longo de sua história. Inicialmente, consistia em gases leves (hidrogênio e hélio) capturados do espaço interplanetário. Este é o chamadoatmosfera primária.
No estágio seguinte, a atividade vulcânica ativa levou à saturação da atmosfera com outros gases além do hidrogênio (dióxido de carbono, amônia, vapor d'água). Foi assim que foi formadoatmosfera secundária... A atmosfera era restauradora. Além disso, o processo de formação da atmosfera foi determinado pelos seguintes fatores:
- vazamento de gases leves (hidrogênio e hélio) no espaço interplanetário;
- reações químicas na atmosfera sob a influência da radiação ultravioleta, descargas atmosféricas e alguns outros fatores.
Gradualmente, esses fatores levaram à formaçãoatmosfera terciária, caracterizado por um conteúdo de hidrogênio muito mais baixo e um conteúdo de nitrogênio e dióxido de carbono muito mais alto (formado como resultado de reações químicas de amônia e hidrocarbonetos).
Oxigênio na atmosfera
A composição da atmosfera começou a mudar radicalmente com o surgimento dos organismos vivos na Terra, como resultado da fotossíntese, acompanhada pela liberação de oxigênio e pela absorção de dióxido de carbono.
Inicialmente, o oxigênio era gasto na oxidação de compostos reduzidos - amônia, hidrocarbonetos, ferro ferroso contido nos oceanos, etc.
No final desta fase, o conteúdo de oxigênio ema atmosfera começou a crescer. Gradualmente, formou-se uma atmosfera moderna com propriedades oxidantes. Como isso causou mudanças sérias e abruptas em muitos processos que ocorrem na atmosfera, litosfera e biosfera, este evento foi chamado de Catástrofe do Oxigênio.
Por que o oxigênio está desaparecendo da atmosfera?
Descobriu-se que durante este tempo da Terrahá um vazamento de oxigênio razoavelmente estável a uma taxa de cerca de 8,4 ppm por milhão de anos. Em particular, nos últimos 800 mil anos, a atmosfera na atmosfera tornou-se cerca de 0,7% menos oxigênio.
O diagrama à esquerda mostra quão diferenteresultados de modelagem científica da relação O2 / N2 atmosférico e pressão parcial. O diagrama à direita mostra a mudança na pressão parcial com base nos resultados da medição de bolhas de ar em núcleos de gelo por 800 mil anos.
Reduzindo a quantidade de oxigênio na atmosferaacontece bem devagar. Provavelmente não ameaçará a vida humana durante milhões de anos. Mas as informações sobre a natureza de tais ciclos são muito importantes para a ciência.
Você precisa saber sob a influência de quais fatoresmudanças estão ocorrendo. Esta informação pode ser usada, entre outras coisas, ao terraformar Marte, quando as pessoas começam a povoar o Planeta Vermelho. Provavelmente teremos que aumentar a quantidade de oxigênio na atmosfera marciana.
Por que o oxigênio está desaparecendo?
Os cientistas ainda não chegaram a um consenso sobre por que a atmosfera da Terra está perdendo oxigênio lentamente. Existem duas hipóteses.
- Aumentando a taxa de erosão, que remove mais rocha do solo, que oxida e retém mais oxigênio.
- Mudança do clima.As temperaturas caíram ligeiramente nos últimos milhões de anos, apesar dos aumentos acentuados nas últimas décadas. Devido à diminuição da temperatura, uma cadeia de reações ecológicas pôde ser iniciada, como resultado das quais mais oxigênio começou a se dissolver e se ligar aos oceanos.
O oxigênio desaparecerá completamente?
Sim, pelo menos essa é a conclusão a que chegaram um cientista japonês da Toho University Kazumi Ozaki e seu colega americano Christopher Reinhard do Georgia Institute of Technology.
Especialistas modelaram a evolução da atmosferanosso planeta, levando em consideração fatores geológicos, biológicos e climáticos. Como resultado, eles descobriram que a atmosfera da Terra permanecerá relativamente estável por cerca de um bilhão de anos, e depois disso, em alguns milhares de anos, ela se tornará praticamente livre de oxigênio.
Segundo os cientistas, a causa do desastre seráconsistem no aumento da atividade do Sol, devido ao qual o conteúdo de dióxido de carbono na atmosfera diminuirá. Quando este indicador atinge um ponto crítico, o processo de fotossíntese será interrompido no planeta e o oxigênio deixará de entrar na atmosfera.
A biosfera não terá tempo para se adaptar a mudanças ambientais tão significativas. O mundo dos micróbios anaeróbicos primitivos, que hoje se escondem nas sombras, voltará a prevalecer.
Conclusão dos autores do trabalho
Como a Terra ficará sem oxigênio?
Este estado de coisas já existia em nosso planeta antes da catástrofe do oxigênio.
A composição exata da atmosfera primária da Terra nohoje é desconhecido, porém, via de regra, os cientistas acreditam que ela se formou em decorrência da desgaseificação do manto e era de natureza regenerativa. Era baseado em dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio, amônia, metano. Isso é evidenciado por:
- depósitos não oxidados que se formaram claramente na superfície (por exemplo, seixos de rio de pirita não resistentes ao oxigênio);
- falta de fontes significativas conhecidas de oxigênio e outros oxidantes;
- estudo de fontes potenciais da atmosfera primária (gases vulcânicos, a composição de outros corpos celestes).
Como a esmagadora maioria dos organismostempo era anaeróbico, incapaz de existir em concentrações significativas de oxigênio, ocorreu uma mudança global de comunidades: as comunidades anaeróbicas foram substituídas por comunidades aeróbias, anteriormente limitadas apenas a “bolsas de oxigênio”. As comunidades anaeróbicas, pelo contrário, foram empurradas para “bolsões anaeróbicos” (falando figurativamente, “a biosfera virada do avesso”).
No futuro, a presença de oxigênio molecular emA atmosfera levou à formação de uma tela de ozônio, que expandiu significativamente os limites da biosfera, e à disseminação de uma respiração de oxigênio mais favorável do ponto de vista energético (em comparação com a anaeróbica).
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