Zloženie zemskej atmosféry, vrstvy, funkcie

Ten Zemská atmosféra Je to plynná vrstva, ktorá obklopuje planétu od zemského povrchu k difúznemu limitu na približne 10.000 km nadmorskej výšky. Táto vrstva je udržiavaná okolo planéty kvôli gravitácii Zeme a je zložená zo zmesi plynov, ktorým nazývame vzduch.

Najhojnejšou zložkou zemskej atmosféry je dusík (78%), po ktorom nasleduje kyslík (21%) a argón (0,9%), ako aj iné vo veľmi malých množstvách, ako je vodná para a oxid uhličitý.

Pohľad na atmosféru z vesmíru

Táto plynná hmota je usporiadaná v 5 základných vrstvách okolo planéty a plniť dôležité funkcie, ako je ochrana planéty pred vplyvom malých meteoritov, filtrovanie ultrafialového žiarenia, zachovanie tepla a umožnenie existencie kvapalnej vody.

Podobne sa v atmosfére tvoria podnebie Zeme a umožňujú let rôznych druhov vrátane letu lietadiel. Atmosféra však nebola vždy taká, ako je dnes, pretože vznikla tvorbou planéty a odvtedy sa vyvinula.

[TOC]

Zloženie zemskej atmosféry

Atmosféra Zeme je tvorená kombináciou plynov, ku ktorým je uvedený názov vzduchu. Zloženie vzduchu sa líši v koncentračnom gradiente, ktorý prechádza z povrchu zeme k limitu s vesmírom.

Keď hovoríme o zložení atmosféry, odkazuje sa na zloženie vzduchu v troposfére, ktorá je v kontakte s povrchom planéty.Táto vrstva predstavuje najvyššiu koncentráciu vzduchu, ktorej plynovú zmes je dominantná (n₂) a kyslík (alebo₂).

Dusík predstavuje 78% z celkového počtu, zatiaľ čo kyslík zaberá 21%, čo odpočítava približne 1% niekoľkých ďalších plynov. Medzi nimi v prvom rade argón, ktorý takmer dokončí 1 %, a ostatné plyny ponechajú v extrémne malých množstvách.

Medzi tieto ďalšie plyny zdôrazňujú oxid uhličitý (CO_₂), že hoci dosahuje iba približne 0,041%, zvyšuje sa ľudskou aktivitou. Vodná para má variabilnú koncentráciu, ktorá dosahuje až 0,25%. Tieto plyny majú oxidačné vlastnosti, takže atmosféra Zeme má túto kvalitu.

Vrstvy atmosféry

Atmosféra Zeme má 5 vrstiev:

Troposféra

Tropopauza, vrstva medzi troposférou a stratosférou

Troposféra siaha od úrovne pôdy do asi 12 až 20 km nadmorskej výšky a jej názov je odvodený od predpony Tropos = Zmena, kvôli jeho meniacemu sa charakteru. Je tenší v póloch a v Ekvádore širší.

Tri štvrtiny plynovej hmoty atmosféry sú koncentrované v troposfére kvôli príťažlivosti pozemskej gravitácie. V tejto vrstve je život možný na Zemi a vyskytujú sa meteorologické javy a komerčné lety lietadiel.

Atmosférické biogeochemické cykly sa vyskytujú aj v troposfére, ako je kyslík, voda, co_₂ a dusík. V tejto vrstve sa teplota znižuje s nadmorskou výškou a na hranicu medzi ňou a ďalšou vrstvou sa nazýva tropopauza.

Stratosféra

Výhľad na stratosféru

Je medzi 12 a 20 km nad zemským povrchom do približne 50 km a oddeľuje sa v dvoch vrstvách hustotou vzduchu. Nižšie je miesto, kde sa hromadí najťažší studený vzduch a nadriadený, kde je svetlejší horúci vzduch. Preto jeho meno odvodené z predpony vrstvy= Vrstvy.

Hranica medzi touto vrstvou a ďalšou sa nazýva Stratopousa. V ňom je základná vrstva pre život na Zemi, rovnako ako ozónová vrstva.

Môže vám slúžiť: horský ekosystém: Charakteristiky, flóra, fauna, príklady

Keď táto vrstva absorbuje teplo, stratosféra zvyšuje teplotu s nadmorskou výškou, na rozdiel od toho, čo sa deje v troposfére.

Ozónová vrstva (ozonosféra)

Ozónová vrstva planéty nás chráni pred ultrafialovými lúčmi Slnka

Je to zložená ozónová vrstva (alebo₃), ktorý sa tvorí v dôsledku biochemickej disociácie kyslíka (alebo₂) Ultrafialovým slnečným žiarením. Ak teda toto žiarenie ovplyvňuje molekulu kyslíka, rozdelí sa na dva atómy kyslíka.

Potom, berúc do úvahy, že atómový kyslík (O) je veľmi reaktívny, viaže sa s molekulami kyslíka (alebo₂) a vytvorte ozón (alebo₃).

Possosféra

Meteority horiace v mezosfére

Jeho meno pochádza z Mezo = médium, pretože je medzi stratosférou a terosférou, približne medzi 50 a 80 km nadmorskej výšky. Je to vrstva, kde meteory horia a vytvárajú prchavé hviezdy.

V tejto oblasti je stále dostatok plynu na výrobu trenia a generovanie tepla, ktorý sa už nevyskytuje v horných vrstvách. Hranica medzi touto vrstvou a ďalšou sa nazýva mezopauza.

Termosfera

Medzinárodná vesmírna stanica sa nachádza v termosfere

Názov tejto vrstvy pochádza z termos = teplo, pretože teplota je 4.500 stupňov Fahrenheita (asi 2.482 ° C). Avšak, s dostatočným množstvom molekúl plynu, toto teplo sa neprenáša, ako aj zvuk.

Táto vrstva sa rozširuje medzi 80 a 700 km nadmorskej výšky a je tu medzinárodná vesmírna stanica a mnoho satelitov s nízkou obežnou dráhou. Hranica medzi termosfera a ďalšou vrstvou atmosféry plameňa termopauzy.

Exosféra

V exosfére sa nachádzajú satelity s vysokou obežnou dráhou

Nesie názov odvodený z predpony Exo = Vonku, pretože je to najvzdialenejšia vrstva zemskej atmosféry; Za ňou je vonkajší priestor. Je medzi 700 a 10.000 km nadmorskej výšky, ktorá je najrozsiahlejšou vrstvou atmosféry.

Ovláda ľahšie plyny, ako je vodík a hélium, ale vo veľmi nízkej hustote. Preto sú jeho molekuly od seba veľmi oddelené, sú veľmi studené a kyslíkovú plochu. V exosfére sa nachádzajú satelity počasia a satelity s vysokou obežnou dráhou.

Funkcie zemskej atmosféry

Atmosféra má sériu funkcií, ktoré umožňujú podmienky existencie života, ako ju poznáme.

Životne dôležité plyny

Atmosféra obsahuje základné plyny pre život, ako existuje dnes, ktoré sú hlavne kyslíkom a co_₂.

Atmosférická ablácia

Vďaka existencii vrstvy, ako je mezosféra, je zemský povrch chránený pred nárazom veľkého množstva malých meteorov. V tejto vrstve vzduch, aj keď je vzácny, je dostatočné na to, aby sa trenie a meteory usporiadali a väčšinou sa oneskorili.

Filter

Existencia ozónovej vrstvy v stratosférickej filtroch Väčšina ultrafialového žiarenia, čím sa bráni v dosiahnutí zemského povrchu. To má veľký význam pre rôzne suchozemské procesy vrátane života, pretože tento typ žiarenia spôsobuje mutácie a vytvára rakovinu.

Skleníkový efekt

Ilustrácia skleníkových efektov

Niekoľko atmosférických plynov umožňuje vstup žiarenia, ktoré zahrieva zem a poskytuje energiu pre fotosyntézu a ďalšie procesy. Zatiaľ čo teplo generované (žiarenie dlhých vĺn), je čiastočne zadržané a odráža sa znova k Zemi.

To umožňuje udržiavať teplotný rozsah priaznivý pre život na planéte, s priemernou teplotou 15 ° C. V prípade atmosféry by priemerná teplota planéty bola -18 ° C.

Môže vám slúžiť: ekologická hodnota

Demonštračná variácia teploty

Variácia počas dňa teploty je určená denným zahrievaním vzduchovej vrstvy priamo nad zemou pomocou slnečného žiarenia a jej chladením nočného života. Aj keď iné parametre, ako je výška, vrstva prítomných oblakov, vlhkosť a atmosférická nestabilita ovplyvňujú túto variáciu tiež.

Atmosferický tlak

Je to sila príťažlivosti, ktorá má závažnosť hmotnosti vzduchu na Zemi (hmotnosť vzduchu), ktorá sa mení podľa teploty, pretože najľahší je zapaľovač vzduchom. Kombinácia týchto faktorov prispieva k tvorbe podnebia tým, že vyrába vetry a tieto morské prúdy zase k morským prúdom.

Ale navyše atmosférický tlak vyvíja vzduch na zemskom povrchu.

Hustota a let

Atmosféra sústreďuje najväčší podiel vzduchu v jeho dolnej vrstve, troposféru, ktorá podmienka určitej hustoty. Táto hustota vzduchu umožňuje let vtákov, hmyz, lietajúce cicavce a mechanizovaný let ľudských bytostí.

Atmosférický obeh

Vetry sú spôsobené teplotnými rozdielmi generovanými v atmosfére na úrovni troposféry, čo spôsobuje rozdiely v atmosférickom tlaku. K tomu dochádza vďaka absorpcii tepla niektorými plynmi, ktoré ho tvoria, ako je kyslík, CO_₂ a vodná para.

Po zahrievaní tieto plyny znižujú ich hustotu, to znamená, že ich molekuly sa od seba vzdialia, stávajú sa ľahšími a začínajú stúpať. To znižuje atmosférický tlak v tejto oblasti, čím sa vytvára vákuum, ku ktorému tečú blízke vzduchové hmoty, čím tvoria vetry.

Tieto zase spôsobujú morské povrchové prúdy, ktoré prispievajú k distribúcii tepla na Zemi. Na druhej strane vetry distribuujú vodnú paru tvorenú, keď je voda, ktorá stúpne, a kondenzuje dažďové dažďy.

Tréning a vývoj

Tvorba a vývoj zemskej atmosféry je súčasťou formovania a vývoja slnečnej sústavy z veľký tresk.

Tvorba slnečnej sústavy

Ilustrácia tvorby slnečnej sústavy. Zdroj: NASA

Navrhuje sa, aby bol náš systém vytvorený kvôli náhodnej koncentrácii hmoty pohybom a otáčaním priestoru. To šlo spolu v tom, čo by neskôr bolo centrom slnečnej sústavy pôsobením gravitálnej sily.

Následne najdôležitejšia hmota od stredového chladenia diferenciálne, a teda najchladnejšími planétami sú najviac oddelené od slnka, ktoré zaberajú centrálnu polohu. Potom boli planéty tvorené agregáciou častíc v rôznych vzdialenostiach od stredu a podľa ich polohy majú rôzne vlastnosti.

Zem

So -Called Prototierra bola tvorená agregáciou malých nebeských skalnatých tiel (nazývaných Planetsimal), asi pred 4 pred 4.500 miliónov rokov. V tomto prípade sa tieto planéty tvorili z oxidov, kovov a kremičitanov.

Neskôr, kvôli nižšej hmotnosti Zeme, sa naša planéta nedokázala udržať väčšinu vodíkových a iných ľahkých plynov. Strata plynov ochladila planétu a konsolidovala jadro, v ktorom boli koncentrované najťažšie prvky železa a niklu.

Zatiaľ čo najľahší ako kremičitany tvorili plášť a kôra, zatiaľ čo plyny sa koncentrovali ako konečná vrstva. V tejto oblasti boli plyny, ktoré boli také ľahké, že unikli gravitačnej sile planéty vo formácii.

Môže vám slúžiť: SINECOLÓGIA: Aké štúdie, príklady, aplikácie

Zemská atmosféra

Atmosféra sa považuje za to, že prechádza tromi základnými stupňami tohto vývoja, ktoré pokrývajú primitívnu atmosféru, strednú školu a biotickú atmosféru.

Prvotná atmosféra

Odhaduje sa, že planéta vytvorila svoju prvú atmosféru 4.450 miliónov rokov, po vplyve, ktorý kus tvoril Mesiac. Odtiaľ sa planétová diferenciácia vyskytla v jadre, plášti, kôre a atmosfére.

Atmosféra bola stále veľmi nestabilná v dôsledku straty ľahkých plynov do priestoru počas procesu suchozemského chladenia. Tieto ľahké plyny ako Neon, Argon a ďalšie boli stratené vo veľkých rozmeroch, pretože boli veľmi ľahké.

V tejto fáze boli dominantné plyny plyny zo solárnej hmloviny, redukčnej povahy, ako je vodík (H₂). Rovnako ako ostatní z sopečnej aktivity, ako je oxid uhličitý (CO_₂), dusík (n₂) a vodná para (h_₂O), takže táto atmosféra sa silne znižovala.

Sekundárna atmosféra

V období 100 až 500 miliónov rokov sa atmosféra vyvinula slabo redukčný stav, predstavuje asi 4.000 miliónov rokov. To bolo okrem iného pre takzvané neskoré bombardovanie, v ktorom narazili na planétu asteroidy bohatých na uhlík a vodu.

Ilustrácia skorého bombardovania. Zdroj: Timwether/CC By-SA (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)

Je dokázané, že meteority a kométy obsahujú vysoký obsah vody, CO_₂, metán (CH₄) a amoniak (NH3). Na druhej strane sopečná aktivita vylúčila veľké množstvo CO_₂ a n₂.

V tomto období sa už objaví výskyt života na atmosfére, s aktivitou metanogénnych protobaktérií okolo 4.000 rokov. Tieto organizmy konzumovali CO₂ a vyrobený CH4, takže prvý bol znížený a druhý z týchto plynov sa zvýšil.

Biotická alebo súčasná atmosféra

Zem dnes. Zdroj: Apollo 17

Odhaduje sa, že nie viac ako 3 výroby.Začalo sa tvoriť oxidačná biotická atmosféra 100 miliónov rokov. Je to kvôli vzhľadu prvých fotosyntizujúcich organizmov, ktoré je schopné vyrábať chemickú energiu (potraviny) zo slnečnej energie.

Pôvodne to boli cyanobaktérie, ktoré pri vykonávaní procesu fotosyntézy produkovaného ako kyslíkový odpad. To bolo zahrnuté veľké množstvo kyslíka do atmosféry, čo spôsobilo kvalitatívnu zmenu asi pred 2 pred 2.400 miliónov rokov známe ako Veľká oxidačná udalosť.

Zvýšenie kyslíka zase spôsobilo zníženie metánu v dôsledku fotochemickej rekombinácie. Podobne ultrafialové žiarenie spôsobilo disociáciu alebo₂, Tvorba atómového kyslíka (O), ktorý v kombinácii s molekulárnym kyslíkom (alebo₂) formovanie ozónu (O3).

Preto bola v extrosfere generovaná ozónová vrstva, okrem n₂ vylúčil sopky, ktoré sa stali dominantným plynom, pretože je málo reaktívne a nejedná sa, preto sa nahromadil v atmosfére.

Odkazy

1. Kasting, J.F. a Catling, D. (2003). Vývoj obývateľnej planéty. Ročný prehľad astronómie a astrofyziky.
2. Trh, J.M. (1999). Fotosyntéza a zmeny v zložení atmosféry. Medzinárodná veda.
3. Pla-garcía, J. a menší salván, c. (2017). Chemické zloženie primitívnej atmosféry planéty Zem. Chemický výskum. Chémia.
4. Quintero-Plaza, D. (2019). Stručná história zemskej atmosféry. Kalendár počasia AEMET.
5. Sagan, C. a Mullen, G. (1972). Zem a Mars: Vývoj atmosféry a povrchové teploty. Veda.
6. Tian, ​​f., Toon, alebo.B., Pavlova.Do. a zo Sterck, h. (2005). Do atmosféry skorej Zeme bohatej na vodík. Veda.