Ziemia składu atmosfery, warstwy, funkcje

atmosfera ziemska Jest to warstwa gazowa otaczająca planetę od powierzchni ziemi do rozproszonego limitu do około 10.000 km wysokości. Ta warstwa jest utrzymywana wokół planety z powodu grawitacji Ziemi i składa się z mieszanki gazów, do której nazywamy powietrze.

Najliczniejszym składnikiem atmosfery ziemskiej jest azot (78%), a następnie tlen (21%) i argon (0,9%), a także inne w bardzo małych ilościach, takie jak para wodna i dwutlenek węgla.

Widok atmosfery z przestrzeni

Ta gazowa masa jest ułożona w 5 podstawowych warstwach wokół planety i pełni ważne funkcje, takie jak ochrona planety przed wpływem małych meteorytów, filtrowanie promieniowania ultrafioletowego, zatrzymanie ciepła i umożliwienie istnienia ciekłej wody.

Podobnie klimaty ziemi powstają w atmosferze i pozwalają na ucieczkę różnych gatunków, w tym lot samolotów. Ale atmosfera nie zawsze była taka jak dzisiaj, ponieważ powstała od tworzenia planety i od tego czasu ewoluowała.

[TOC]

Skład atmosfery Ziemi

Atmosfera Ziemi powstaje przez kombinację gazów, do których podaje się nazwę powietrza. Skład powietrza zmienia się w gradiencie stężenia, który przechodzi od powierzchni ziemi do granicy z przestrzenią kosmiczną.

Mówiąc o składzie atmosfery, odniesiono się do składu powietrza w troposferze, która jest w kontakcie z powierzchnią planety.Ta warstwa przedstawia najwyższe stężenie powietrza, którego mieszanina gazu jest dominująca (n₂) i tlen (lub₂).

Azot stanowi 78% całości, podczas gdy tlen zajmuje 21%, odejmując około 1% kilku innych gazów. Wśród nich przede wszystkim argon, który prawie uzupełnia 1 %, pozostawiając inne gazy w bardzo małych ilościach.

Wśród tych innych gazów podkreśla dwutlenek węgla (CO_₂), że chociaż osiąga tylko około 0,041%, rośnie w wyniku działalności człowieka. Para wodna ma zmienne stężenie, osiągając do 0,25%. Gazy te mają właściwości utleniające, więc atmosfera Ziemi ma taką jakość.

Warstwy atmosfery

Atmosfera Ziemi ma 5 warstw:

Troposfera

Tropopauza, warstwa między troposfera i stratosfera

Troposfera rozciąga się od poziomu gleby do około 12 do 20 km wysokości, a jej nazwa pochodzi z przedrostka Tropos = Zmiana, ze względu na jego zmieniający się charakter. Jest cieńszy na biegunach i szerszy w Ekwadorze.

Trzy czwarte masy gazowej atmosfery są skoncentrowane w troposferze z powodu przyciągania grawitacji ziemskiej. W tej warstwie życie jest możliwe na Ziemi, a zjawiska meteorologiczne i samoloty komercyjne występują.

W troposferze występują również atmosferyczne cykle biogeochemiczne_₂ i azot. W tej warstwie temperatura maleje wraz z wysokością, a do granicy między nią a następną warstwą nazywana jest tropopauzą.

Stratosfera

Widok stratosfery

Znajduje się między 12 a 20 km nad powierzchnią ziemi do około 50 km i oddziela się w dwóch warstwach od gęstości powietrza. Niższe jest miejsce, w którym gromadzi się najcięższe zimne powietrze, a lepszy, w którym znajduje się jaśniejsze gorące powietrze. Stąd jego imię pochodzące z prefiks warstwa= warstwy.

Granica między tą warstwą a następną nazywa się Stratopousa. W nim jest fundamentalna warstwa życia na ziemi, podobnie jak warstwa ozonowa.

Może ci służyć: ekosystem górski: cechy, flora, fauna, przykłady

Gdy warstwa ta pochłania ciepło, stratosfera zwiększa temperaturę o wysokość, w przeciwieństwie do tego, co dzieje się w troposferze.

Warstwa ozonowa (ozonosfera)

Warstwa ozonowa planety chroni nas przed promieniami ultrafioletowymi słońca

Jest to złożona warstwa ozonowa (lub₃), który powstaje z powodu biochemicznej dysocjacji tlenu (lub₂) Przez ultrafioletowe promieniowanie słoneczne. Zatem, gdy to promieniowanie wpływa na cząsteczkę tlenu, jest ona podzielona na dwa atomy tlenu.

Następnie, biorąc pod uwagę, że tlen atomowy (O) jest bardzo reaktywny, wiąże się z cząsteczkami tlenu (lub₂) i tworzyć ozon (lub₃).

Mesosphere

Meteoryty płonące w mezosferze

Jego imię pochodzi od Meso = medium, ponieważ znajduje się między stratosferą a termosferą, w przybliżeniu od 50 do 80 km wysokości. Jest to warstwa, w której płoną meteory, tworząc ulotne gwiazdy.

W tym obszarze wciąż jest wystarczająca ilość gazu, aby wytworzyć tarcie i generować ciepło, które nie występuje już w górnych warstwach. Granica między tą warstwą a następną nazywa się mezopausa.

Termosfera

Międzynarodowa stacja kosmiczna znajduje się w termosfera

Nazwa tej warstwy pochodzi od termos = ciepło, ponieważ temperatura wynosi 4.500 stopni Fahrenheit (około 2.482 ºC). Jednak mając wystarczającą ilość cząsteczek gazu, ciepło to nie jest przenoszone, a także dźwięk.

Ta warstwa rozciąga się między 80 a 700 km wysokości, a istnieje międzynarodowa stacja kosmiczna i wiele satelitów o niskiej orbicie. Granica między termosferą a następną warstwą atmosfery płomienia termopauzy.

Egzosfera

Satelity o wysokiej orbicie znajdują się w egzeosferze

Nosi nazwę pochodzącą z prefiksu Exo = Na zewnątrz, ponieważ jest to najbardziej zewnętrzna warstwa atmosfery Ziemi; Za nią jest przestrzeń zewnętrzna. To od 700 do 10.000 km wysokości, będąc najobszerniejszą warstwą atmosfery.

Tam dominują lżejsze gazy, takie jak wodór i hel, ale w bardzo niskiej gęstości. Dlatego jego cząsteczki są od siebie bardzo oddzielone, będąc bardzo zimnym i tlenem. W egzosferze znajduje się satelity pogodowe i satelity o wysokiej orbicie.

Funkcje atmosfery Ziemi

Atmosfera ma szereg funkcji, które umożliwiają warunki istnienia życia, jakie znamy.

Gazy witalne

Atmosfera zawiera podstawowe gazy na życie, jakie istnieje dzisiaj, które są głównie tlenem i spółką_₂.

Ablacja atmosferyczna

Dzięki istnianiu warstwy takiej jak mezosfera powierzchnia Ziemi jest chroniona przed wpływem dużej ilości małych meteorów. W tej warstwie powietrze, chociaż jest ono rzadkie, wystarczy, aby tarcia i meteory były głównie opóźnione.

Filtr promieniowania ultrafioletowego

Istnienie warstwy ozonowej w stratosferze filtruje większość promieniowania ultrafioletowego, uniemożliwiając mu dotarcie do powierzchni Ziemi. Ma to ogromne znaczenie dla różnych procesów lądowych, w tym życia, ponieważ ten rodzaj promieniowania powoduje mutacje i powoduje raka.

Efekt cieplarniany

Ilustracja efektu cieplarnianego

Kilka gazów atmosferycznych umożliwia wejście promieniowania, które ogrzewa Ziemię i zapewnia energię do fotosyntezy i innych procesów. Podczas gdy ciepło wytwarzane (promieniowanie długie) jest częściowo zatrzymane i odbijane ponownie do ziemi.

Pozwala to utrzymać zakres temperatur sprzyjający żywotność na planecie, przy średniej temperaturze 15 ° C. W przypadku atmosfery średnia temperatura planety wynosiłaby -18 ° C.

Może ci służyć: wartość ekologiczna

Dobowe zmienność temperatury

Zmienność w dniu temperatury zależy od ogrzewania warstwy powietrza w ciągu dnia bezpośrednio nad ziemią przez promieniowanie słoneczne i chłodzenie życia nocnego. Chociaż inne parametry, takie jak wysokość, obecna warstwa chmur, wilgotność i niestabilność atmosferyczna również wpływają.

Ciśnienie atmosferyczne

Jest to siła przyciągania, która ma nasilenie w masie powietrza na ziemi (masa powietrza), która zmienia się w zależności od temperatury, ponieważ najlżejszym zapalniczką jest powietrze. Połączenie tych czynników przyczynia się do tworzenia klimatu, poprzez wytwarzanie wiatrów, a z kolei prądy morskie.

Ale dodatkowo ciśnienie atmosferyczne wywiera powietrze na powierzchni Ziemi jest odpowiednie dla ciekłej wody na Ziemi.

Gęstość i lot

Atmosfera koncentruje największą część powietrza w dolnej warstwie, troposferze, która warunkuje pewnej gęstości. Ta gęstość powietrza pozwala na lot ptaków, owadów, latających ssaków i zmechanizowanego lotu ludzi.

Krążenie atmosferyczne

Wiatry są spowodowane różnicami temperatury generowanymi w atmosferze na poziomie troposfery, powodując różnice ciśnienia atmosferycznego. Dzieje się tak dzięki wchłanianiu ciepła przez niektóre gazowe, które go tworzą, takie jak tlen, co_₂ i pary wodne.

Po ogrzewaniu gazy te zmniejszają ich gęstość, to znaczy ich cząsteczki odsuwają się od siebie, stając się lżejsze i zaczynają rosnąć. Zmniejsza to ciśnienie atmosferyczne w tym obszarze, tworząc próżnię, do której płyną pobliskie masy powietrza, tworząc wiatry.

To z kolei powodują prądy powierzchni morskiej, które przyczyniają się do rozmieszczenia ciepła na Ziemi. Z drugiej strony wiatry rozkładają pary wodne utworzone, gdy woda, która wznosi się chłodna i kondensuje powoduje deszcze.

Szkolenie i ewolucja

Tworzenie i ewolucja atmosfery Ziemi jest częścią tworzenia i ewolucji układu słonecznego z Wielki Wybuch.

Formacja układu słonecznego

Ilustracja tworzenia układu słonecznego. Źródło: NASA

Proponuje się, aby nasz system powstał z powodu losowego stężenia materii poprzez poruszanie się i obracanie w przestrzeni. Poszedł razem w tym, co później będzie środkiem układu słonecznego przez działanie siły grawitacji.

Następnie najbardziej odległe materia z środkowego chłodzenia różnicowo, a zatem najzimniejsze planety to najbardziej oddzielone od słońca, które zajmują pozycję centralną. Następnie planety zostały utworzone przez agregację cząstek w różnych odległościach od centrum i zgodnie z ich pozycją mają różne cechy.

Ziemia

SAK -CALLED PROTOTIERRA została utworzona przez agregację małych niebiańskich skalistych ciał (zwanych PlanetSimal), około 4 temu.500 milionów lat. W takim przypadku te planetyczne powstały tlenki, metale i krzemiany.

Później, ze względu na dolną masę ziemi, nasza planeta nie zatrzymała większości wodoru i innych lekkich gazów. Utrata gazów chłodziła planetę, konsolidując rdzeń, w którym najcięższe, żelazo i nikiel skoncentrowano.

Podczas gdy najlżejsze, gdy krzemiany tworzyły płaszcz i korę, podczas gdy gazy skoncentrowały się jako warstwa końcowa. W tym obszarze były gazy tak lekkie, które uniknęły siły grawitacyjnej planety w formacji.

Może ci służyć: sinecology: jakie badania, przykłady, zastosowania

Atmosfera Ziemi

Uważa się, że atmosfera przechodzi trzy podstawowe etapy tej ewolucji, które obejmują prymitywną atmosferę, szkołę średnią i biotyczną atmosferę.

Pierwotna atmosfera

Szacuje się, że planeta utworzyła swoją pierwszą atmosferę 4.450 milionów lat, po wpływie utworzonego przez Księżyc. Stamtąd różnicowanie planetarne wystąpiło w jądrze, płaszczu, krze i atmosferze.

Atmosfera była nadal bardzo niestabilna ze względu na utratę lekkich gazów w przestrzeni podczas procesu chłodzenia naziemnego. Te lekkie gazy, takie jak neon, argon i inne, zginęły w wielkich proporcjach, ponieważ były bardzo lekkie.

W tej fazie dominującymi gazami były gazy z mgławicy słonecznej o naturze redukującej, takiej jak wodór (h₂). Podobnie jak inne z aktywności wulkanicznej, takie jak dwutlenek węgla (CO_₂), azot (n₂) i pary wodne (h_₂O), więc ta atmosfera silnie się zmniejszała.

Atmosfera wtórna

W okresie od 100 do 500 milionów lat ewolucja atmosfery sprawiła, że ​​jest słaby.000 milionów lat. Było to wśród innych rzeczy do późnego bombardowania, w którym uderzyły planety asteroidy bogate w węgiel i wodę.

Wczesna ilustracja bombardowania. Źródło: Timwether/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)

Udowodniono, że meteoryty i komety zawierają wysoką zawartość wody, co_₂, metan (rozdz₄) i amoniak (NH3). Z drugiej strony aktywność wulkaniczna wydalała duże ilości CO_₂ oraz n₂.

W tym okresie pojawia się już występowanie życia w atmosferze, z aktywnością protobakterii metanogennych około 4.000 lat. Te organizmy pochłonęły CO₂ i wyprodukował CH4, więc pierwszy został zmniejszony, a drugi z tych gazów wzrósł.

Biotyczna lub obecna atmosfera

Ziemia dzisiaj. Źródło: Apollo 17

Szacuje się, że nie więcej niż 3 wykonanie.100 milionów lat zaczęło tworzyć utleniającą atmosferę biotyczną. Wynika to z pojawienia się pierwszych organizmów fotosyntyzujących, czyli zdolnych do wytwarzania energii chemicznej (żywności) z energii słonecznej.

Pierwotnie były cyjanobakterie, które podczas wykonywania procesu fotosyntezy wytwarzanych jako odpady tlenu. Włączało to duże ilości tlenu do atmosfery, powodując zmianę jakościową około 2.400 milionów lat znanych jako wielkie wydarzenie oksydacyjne.

Z kolei wzrost tlenu spowodował spadek metanu z powodu rekombinacji fotochemicznej. Podobnie promieniowanie ultrafioletowe spowodowało dysocjację OR₂, tworząc tlen atomowy (O), który w połączeniu z tlenem cząsteczkowym (lub₂) tworzenie ozonu (O3).

Zatem warstwa ozonowa została wygenerowana na ekstrosferie, oprócz n₂ wydalił wulkany, które stały się dominującym gazem, ponieważ jest mało reaktywny i nie jest łatwo tworzył, dlatego gromadził się w atmosferze.

Bibliografia

1. Kasting, J.F. i Catling, D. (2003). Ewolucja planety nadającej się do zamieszkania. Coroczny przegląd astronomii i astrofizyki.
2. Market, j.M. (1999). Fotosynteza i zmiany w składzie atmosfery. Międzynarodowa nauka.
3. Pla-García, J. i Minor-Salván, c. (2017). Skład chemiczny prymitywnej atmosfery planety Ziemi. Badania chemiczne. Chemia Annals.
4. Quintero-Plaza, zm. (2019). Krótka historia atmosfery Ziemi. Kalendarz pogody.
5. Sagan, c. i Mullen, G. (1972). Ziemia i Mars: Ewolucja atmosfery i temperatur powierzchniowych. Nauka.
6. Tian, ​​f., Toon lub.B., Pavlova.DO. i STERCK, H. (2005). Do bogatej w wodór wczesną atmosferę Ziemi. Nauka.