Atmosfera pământului
Atmosfera - un înveliș gazos al unui corp ceresc ținut lângă el de gravitație.
Atmosfera Pământului conține oxigen folositmajoritatea organismelor vii pentru respirație și dioxidul de carbon consumat de plante și cianobacterii în timpul fotosintezei. Atmosfera este, de asemenea, stratul protector al planetei, protejându-i locuitorii de radiațiile ultraviolete solare și de meteoriți.
Toate corpurile masive — giganții gazoase și majoritatea planetelor terestre din Sistemul Solar, cu excepția lui Mercur — au o atmosferă.
- Limitele atmosferei
Atmosfera este considerată a fi acea zonă din jurPământ, în care mediul gazos se rotește cu Pământul în ansamblu. Trece în spațiul interplanetar treptat, în exosferă, începând la o altitudine de 500–1000 km de la suprafața Pământului.
Conform definiţiei propuse de InternaţionalFederația Aviației, granița atmosferei și spațiului este trasată de-a lungul liniei Karman, situată la o altitudine de 100 km, deasupra căreia zborurile aviatice devin complet imposibile.
NASA folosește marcajul de 122 km (400.000 ft) ca graniță a atmosferei, unde navetele au trecut de la manevrele motorizate la manevrele aerodinamice.
- Structura
Atmosfera Pământului este rezultatul a douăprocese: evaporarea substanței corpurilor cosmice atunci când acestea cad pe Pământ și eliberarea de gaze în timpul erupțiilor vulcanice (degazarea mantalei pământului). Odată cu eliberarea oceanelor și apariția biosferei, atmosfera s-a schimbat datorită schimbului de gaze cu apă, plante, animale și produsele lor de descompunere din soluri și mlaștini.
În prezent, atmosfera Pământului este formată în principal din gaze și diverse impurități (praf, picături de apă, cristale de gheață, săruri marine, produse de ardere).
Istoria formării atmosferei
Conform teoriei cele mai comune,Atmosfera Pământului a avut trei compoziții diferite de-a lungul istoriei sale. Inițial, a constat din gaze ușoare (hidrogen și heliu) captate din spațiul interplanetar. Acesta este așa-numitulatmosfera primară.
În etapa următoare, activitatea vulcanică activă a dus la saturarea atmosferei cu alte gaze decât hidrogenul (dioxid de carbon, amoniac, vapori de apă). Așa s-a formatatmosferă secundară... Atmosfera a fost restaurativă. Mai mult, procesul de formare a atmosferei a fost determinat de următorii factori:
- scurgerea de gaze ușoare (hidrogen și heliu) în spațiul interplanetar;
- reacții chimice în atmosferă sub influența radiațiilor ultraviolete, descărcări de trăsnet și alți factori.
Treptat, acești factori au dus la formareatmosfera terțiară, caracterizată printr-un conținut mult mai redus de hidrogen și un conținut mult mai mare de azot și dioxid de carbon (format ca urmare a reacțiilor chimice din amoniac și hidrocarburi).
Oxigenul din atmosferă
Compoziția atmosferei a început să se schimbe radical odată cu apariția organismelor vii pe Pământ, ca urmare a fotosintezei, însoțită de eliberarea de oxigen și absorbția de dioxid de carbon.
Inițial, oxigenul a fost cheltuit pentru oxidarea compușilor reduși - amoniac, hidrocarburi, formă feroasă de fier conținută în oceane etc.
La sfârșitul acestei etape, conținutul de oxigen dinatmosfera a început să crească. Treptat, s-a format o atmosferă modernă cu proprietăți oxidante. Deoarece acest lucru a provocat schimbări grave și bruște în multe procese care au loc în atmosferă, litosferă și biosferă, acest eveniment a fost numit Catastrofă de oxigen.
De ce dispare oxigenul din atmosferă?
S-a dovedit că în acest timp de pe Pământexistă o scurgere de oxigen destul de stabilă la o rată de aproximativ 8,4 ppm pe milion de ani. În special, în ultimii 800 de mii de ani, atmosfera din atmosferă a devenit cu 0,7% mai puțin oxigen.
Diagrama din stânga arată cât de diferitrezultatele modelării științifice a raportului atmosferic O2 / N2 și a presiunii parțiale. Diagrama din dreapta arată schimbarea presiunii parțiale pe baza rezultatelor măsurării bulelor de aer din miezurile de gheață timp de 800 de mii de ani.
Reducerea cantității de oxigen din atmosferăse întâmplă destul de încet. Probabil că nu va amenința viața umană timp de milioane de ani. Dar informațiile despre natura unor astfel de cicluri sunt foarte importante pentru știință.
Trebuie să știi sub influența a ce factoriau loc schimbări. Aceste informații pot fi folosite, printre altele, atunci când terraformează Marte, când oamenii încep să populeze Planeta Roșie. Probabil va trebui să creștem cantitatea de oxigen din atmosfera marțiană.
De ce dispare oxigenul?
Oamenii de știință nu au ajuns încă la un consens cu privire la motivele pentru care atmosfera Pământului pierde încet oxigen. Există două ipoteze.
- Creșterea vitezei de eroziune, care elimină mai multă rocă din sol, care oxidează și leagă mai mult oxigen.
- Schimbarea climatului.Temperaturile au scăzut ușor în ultimii milioane de ani, în ciuda creșterilor accentuate din ultimele decenii. Datorită scăderii temperaturii, ar putea fi inițiat un lanț de reacții ecologice, ca urmare a faptului că mai mult oxigen a început să se dizolve și să se lege în oceane.
Va dispărea complet oxigenul?
Da, cel puțin aceasta este concluzia la care au ajuns un om de știință japonez de la Universitatea Toho Kazumi Ozaki și colegul său american Christopher Reinhard de la Georgia Institute of Technology.
Experții au modelat evoluția atmosfereiplaneta noastră, luând în considerare factorii geologici, biologici și climatici. Drept urmare, au aflat că atmosfera Pământului va rămâne relativ stabilă timp de aproximativ un miliard de ani și, după aceea, peste câteva mii de ani, se va transforma practic în lipsă de oxigen.
Potrivit oamenilor de știință, cauza dezastrului va ficonstau în activitatea crescută a Soarelui, datorită căreia conținutul de dioxid de carbon din atmosferă va scădea. Când acest indicator atinge un punct critic, procesul de fotosinteză va fi întrerupt pe planetă, iar oxigenul va înceta să pătrundă în atmosferă.
Biosfera nu va avea timp să se adapteze la astfel de schimbări semnificative de mediu. Lumea microbilor anaerobi primitivi, care astăzi se ascunde în umbră, va triumfa din nou.
Concluzia autorilor lucrării
Cum va fi Pământul fără oxigen?
Această stare de lucruri exista deja pe planeta noastră înainte de catastrofa oxigenului.
Compoziția exactă a atmosferei primare a Pământului de pedata actuală este necunoscută, cu toate acestea, de regulă, oamenii de știință cred că aceasta s-a format ca urmare a degazării mantalei și a fost de natură regenerativă. S-a bazat pe dioxid de carbon, hidrogen sulfurat, amoniac, metan. Acest lucru este demonstrat de:
- depozite neoxidate care s-au format clar la suprafață (de exemplu, pietricele de râu din pirită nerezistente la oxigen);
- lipsa unor surse importante cunoscute de oxigen și alți oxidanți;
- studiul surselor potențiale ale atmosferei primare (gaze vulcanice, compoziția altor corpuri cerești).
Din moment ce majoritatea covârșitoare a organismelortimpul a fost anaerob, incapabil să existe la concentrații semnificative de oxigen, s-a produs o schimbare globală a comunităților: comunitățile anaerobe au fost înlocuite cu cele aerobe, limitate anterior doar la „buzunare de oxigen”. Comunitățile anaerobe, dimpotrivă, au fost împinse în „buzunare anaerobe” (în sens figurat, „biosfera s-a întors pe dos”).
În viitor, prezența oxigenului molecular înatmosfera a dus la formarea unui ecran de ozon, care a extins în mod semnificativ limitele biosferei și la răspândirea unei respirații mai favorabile din punct de vedere energetic (în comparație cu anaerobul) oxigenului.
Citeste mai mult
Uranus a primit statutul de cea mai ciudată planetă din sistemul solar. De ce?
Fizicienii au creat un analog al unei găuri negre și au confirmat teoria lui Hawking. Unde duce?
Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște