Атмосфера земли: свойства и значение

Изучение и описание

При изучении и описании земной коры, мантии и ядра ученые анализировали их состав, строение и структуру. Точно так же они описали и атмосферу Земли. Но если использовать геологические критерии, то возникнут трудности.

Геологические процессы в земной коре и мантии, хотя и имеют динамичный характер, а сама кора изменяется, но все это происходит в течение длительных периодов времени.

Атмосфера Земли меняется каждый день и гораздо резче. Она образует связующее звено между космическим пространством и планетой. Поэтому большинство космических влияний (например, солнечное излучение, солнечный ветер, поток заряженных частиц из космоса) проявляются и в газовой оболочке планеты.

Метеорологические ракеты

Исследование атмосферы на высотах до ста километров проводятся с помощью запусков геофизических (метеорологических) ракет. К сегодняшнему дню многие страны создали станции для пуска ракет по всему миру (около пятидесяти).

Принципы ракетостроения, система запусков, обработки сигналов и отслеживание ракеты разработаны были еще в Советском Союзе в пятидесятых годах прошлого столетия.

То, как изучают атмосферу с помощью ракет, достаточно уникально. Суть методики изучения атмосферы данным способом состоит в следующем. В голову ракеты устанавливаются и крепятся измерительные приборы. Ракету вывозят на стартовую площадку станции, размещают в пусковой установке. После старта ракета уходит в заданном направлении, ее путь отслеживается радиолокатором. В зависимости от поставленной задачи на нужной высоте (от 70 до 80 км) головная часть отделяется от двигателя. Раскрывается парашют приблизительно на высоте около ста километров, и ракетозонд начинает падение к поверхности. Все производимые на спуске измерения передаются на наземные станции. На начальном этапе падения скорость начинает увеличиваться, достигая своего максимума на высоте около шестидесяти километров. Плотность воздуха на этой высоте достаточна для начала работы парашюта. Головная часть ракеты на парашюте плавно спускается на поверхность. Траектория падения (дрейфа в атмосфере) отслеживается локатором.

Давление, температура и, наконец, основное — скорость и направление ветра, измеряются ракетой с высокой точностью.

Научные исследования с помощью пусков ракет не ограничиваются только этими измерениями, на этих высотах предметом изучения могут быть и состав воздуха и озоновый слой, и солнечное излучение, и радио магнитное излучение.

Зачем нужно изучать процессы в атмосфере

Можно ли было предотвратить потопление эскадры из шестидесяти британских и французских военных кораблей в Черном море? Это случилось четырнадцатого ноября 1854 года во время Крымской Войны. После изучения предоставленных метеорологических сводок Урбен Леверье (Парижская обсерватория) пришел к выводу, что можно было предвидеть ураган (значит, не давать приказа выходить в открытое море), спрогнозировать это явление.

Этот исторический пример доказывает неизбежность развития науки, позволяющей наблюдать за атмосферой и прогнозировать ее поведение.

От того, как изучают атмосферу сегодня метеорологи, зависит определение оптимальных погодных сроков работы на полях, авиация без срочных прогнозов поведения воздушных масс становится не безопасной. Подтопления, град, ураганы, засухи — это неполный список природных явлений, происходящих в атмосфере.

Загрязнение атмосферы. Выбросы в атмосферу:

Загрязнение атмосферы возникает в результате выбросов в нее различных вредных веществ или повышения концентрации тех, что уже в ней присутствуют. В их число входят:

– оксиды азота;

– метан;

– диоксид и монооксид углерода;

– диоксид серы;

– хлорфторуглероды;

– молекулы органических и неорганических веществ;

– молекулы биологических организмов.

Все они оказывают отравляющее действие на живые организмы планеты: провоцируют развитие заболеваний, часто тяжелых, с летальным исходом, гибель растительного и животного мира.

Причиной выбросов чаще всего становится человек (антропогенное загрязнение), реже – природные явления (естественное загрязнение). Разделяют эти процессы на три основных категории: физическое, химическое и биологическое загрязнения.

Физическое загрязнение также разделяется на подвиды:

– механическое: пыль, твердые вещества;

– радиоактивное:  излучение, изотопы;

– электромагнитное: различные виды волн;

– шумовое: громкие звуки, низкочастотные колебания;

– тепловое: теплые воздушные массы от предприятий и т.д.

Химическое загрязнение представлено появлением в атмосфере повышенной концентрации газов и аэрозолей:

– оксидов и диоксидов неметаллов;

– альдегидов;

– углеводородов;

– частиц тяжелых металлов (кадмия, хрома, брома, меди, цинка);

– аммиака;

– пыли;

– изотопов радиоактивных веществ.

Биологическое загрязнение включает появление в воздухе микробных веществ:

– спор грибов;

– бактерий;

– вирусов;

– токсинов;

– продуктов жизнедеятельности вредоносных микроорганизмов.

Источники загрязнения атмосферы различны. Это и природные явления – вулканические извержения, лесные и степные пожары, продукты жизнедеятельности флоры и фауны, и деятельность человека. К последней относят:

– использование транспорта. Газы и твердые вещества выделяются при движении техники с двигателями внутреннего сгорания;

– деятельность предприятий. Выбросы химических веществ сопутствуют различным технологическим процессам;

– быт человека: приготовление пищи и отопление, утилизация бытовых отходов и т.д.

Загрязнение атмосферы – важная проблема для всей Земли. По утверждению экологов, в атмосфере происходят уже необратимые процессы ее изменения и разрушения защитного озонового слоя. Замедлить их возможно лишь проведением правильной экологической политики. Ее главными тезами считаются уменьшение выбросов от технологических процессов, включающих использование нефти и газа, т.е. переход на экологические виды топлива – электроэнергию, энергию ветра и воды. Еще один важный момент – отказ от изделий из пластика и правильная его дальнейшая переработка. Актуальной остается проблема переработки бытовых отходов, сохранения лесных массивов – «легких» нашей планеты.

Примечание: Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Найти что-нибудь еще?

карта сайта

Коэффициент востребованности
4 858

Физика А.В. Перышкин

1.Что нового вы узнали об атмосфере, строении, магнитном поле Земли?

Атмосфера Земли — это внешняя газовая оболочка, которая начинается у её поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 2000 км.

Атмосфера имеет очень большое экологическое значение. Она защищает все живые организмы Земли от губительного влияния космических излучений и ударов метеоритов, регулирует сезонные температурные колебания, уравновешивает и выравнивает суточные. Если бы атмосферы не существовало, то колебание суточной температуры на Земле достигло бы ±200 °С.

Атмосферу условно разделяют на несколько слоев (рис. 169). Это связано с характерными особенностями изменения температуры в каждом слое.

Рис. 169. Строение атмосферы Земли

Земля обладает самым сильным магнитным полем по сравнению с другими планетами земной группы. Магнитное поле Земли время от времени изменяет свою ориентацию, совершая и вековые колебания с периодом несколько сотен лет. Кроме того, 2—3 раза за миллион лет поле меняет местами магнитные полюсы. На это указывает «вмороженное» в осадочные и вулканические породы магнитное поле отдалённых эпох.

2. Чем могут быть вызваны проблемы с дыханием у здорового человека, поднимающегося на воздушном шаре?

Проблемы с дыханием у здорового человека, поднимающегося на воздушном шаре, могут быть вызваны тем, что при удалении от поверхности Земли температура воздуха и концентрация кислорода снижаются.

3. Высота тропосферы в полярных областях Земли достигает 10 км, а в экваториальной — 16—18 км. Как бы вы объяснили это различие, используя знания по физике?

Различие высоты тропосферы в полярных областях и на экваторе обусловлено вращением Земли вокруг своей оси и различным температурным состоянием полюсов и экватора.

4. По каким двум причинам атмосфера Меркурия крайне разрежена?

  • Небольшая масса Меркурия
  • близкое расположение с Солнцем

5. Чем отличается магнитное поле Юпитера от магнитного поля Земли?

Юпитер обладает самым протяжённым магнитным полем и самой мощной и активной магнитосферой из всех планет Солнечной системы. В магнитосфере происходит ускорение частиц. Проникновение частиц из магнитосферы в атмосферу Юпитера создаёт там полярные сияния

6. Что такое металлический водород?

Металлический водород — совокупность фазовых состояний водорода, находящегося при крайне высоком давлении и претерпевшего фазовый переход. Металлический водород представляет собой вырожденное состояние вещества и, по некоторым предположениям, может обладать некоторыми специфическими свойствами — высокотемпературной сверхпроводимостью и высокой удельной теплотой фазового перехода.

7. В чём заключаются особенности магнитных полей Урана и Нептуна?

Магнитное поле Урана направлено не из геометрического центра планеты, а наклонена на 59° относительно оси вращения планеты. Магнитное поле Нептуна отклонено на 47° относительно оси вращения планеты.

Озоновый слой:

Озоновый слой представляет собой «границу жизни» на Земле: за его пределами все основные показатели – температура, давление, космическое излучение – уничтожают все живые организмы, включая даже самые стойкие бактериологические формы.

Появление этого барьера в атмосфере обусловлено двум факторами:

– кислородом, выделяемым всеми представителями растительного мира планеты;

– ультрафиолетом, с которым кислород ступает в химические реакции. В результате химических реакций образуется газ О3 – озон, по иронии, созданный из разрушающих ультрафиолетовых волн и защищающий от них же. Его примечательной характеристикой считается способность отражать солнечные лучи, создавая вокруг себя тепло.

Загрязнение

Важным и, к сожалению, новым типом изучения атмосферы является наблюдение за ее загрязненностью.

Увеличивающееся промышленное производство, сжигание низкокачественного топлива, например, угля с большим содержанием серы, загрязняет оболочку  многими химическими соединениями, которые оказывают неблагоприятное влияние на растительность и живой мир планеты.  Так, сера в форме окисла делает кислой дождевую воду, а это значит, что с неба падает слабая кислота. Повышается кислотность рек и озер, вымирают некоторые формы жизни, происходит целый длинный цикл изменений, который ведет к нарушению равновесия в природе.

Современные исследования газовой оболочки планеты сосредоточены на определении состава с целью устранения  вредных составных частей

Ведь это не только сера, но и много других веществ, например, углекислый газ, свинец, ртуть, которые привлекают внимание геохимиков при изучении воздуха

Изучение атмосферы Земли в этой области связано со здоровьем человека, защитой и формированием окружающей его среды.

Некоторые ученые считают, что снижение температуры в северном полушарии за последние 25 лет почти на 0,5° Цельсия человек вызвал сам. Эта величина может показаться незначительной, но даже столь малый сдвиг в температуре может оказать влияние на сельскохозяйственную продукцию путем сокращения вегетационного периода.

На загрязнение атмосферного воздуха оказывает  влияние сам человек. К сожалению, это влияние имеет отрицательный характер.

Загрязнение воздуха представляет собой смесь частиц и газов, которые могут достигать вредных концентраций.  Сажа, дым, плесень, пыльца, метан и углекислый газ-всего лишь несколько примеров распространенных загрязняющих веществ которые собираются в нижних слоях атмосферы Земли.

Плохое качество атмосферного воздуха увеличивает риск заболеваний и преждевременной смерти из-за загрязнения.

Избранное

См. также

Оледенения Земли

Николай Чумаков • Библиотека • «Природа» №7, 2017

Кислородная революция и Земля-снежок

Сергей Ястребов • Библиотека • «Химия и жизнь» №9, 2016

«Сотворение Земли». Главы из книги

2018 • Андрей Журавлёв • Книжный клуб • Главы

Криосфера и климат

Владимир Котляков • Библиотека • «Экология и жизнь» №11, 2010

Ледяные миры

26.02.2010 • Евгений Подольский • Библиотека

Глобальное потепление после последнего оледенения сопровождалось опережающим повышением содержания СО2 в атмосфере

20.04.2012 • Алексей Гиляров • Новости науки

Конец последнего оледенения отмечен одновременным повышением температуры и содержания CO2 в атмосфере

09.04.2013 • Алексей Гиляров • Новости науки

Льды — это сама жизнь

Владимир Котляков • Библиотека • «Наука и жизнь» №7, 2019

Рост концентрации CO2 в атмосфере способствует увеличению растительного покрова

04.05.2016 • Александр Марков • Новости науки

Ещё раз про метан

Андрей Киселев, Игорь Кароль • Библиотека • «Природа» №11, 2015

Спутники измеряют метан в Арктике

Леонид Юрганов • Библиотека • «Наука и жизнь» №8, 2016

Значительная доля земного метана образуется в толще океанической коры

02.09.2019 • Кирилл Власов • Новости науки

Ледники, расположенные в вулканических областях, могут быть мощными источниками метана

05.12.2018 • Владислав Стрекопытов • Новости науки

Потепление в Арктике может привести к выбросам древнего метана

Павел Серов • Библиотека • «Коммерсантъ Наука» №6, сентябрь 2017

Оцените роль атмосферы в судьбе планеты Земля

Атмосфера играет важнейшую роль в тепловом балансе Земли. Видимые глазом солнечные лучи проходят через нее почти без ослабления. Они поглощаются земной поверхностью, которая при этом нагревается и излучает инфракрасные тепловые лучи, задерживаемые водяным паром, поставляемым гидросферой. Это поднимает температуру Земли и создает таким образом парниковый эффект. Атмосфера и гидросфера смягчают климат Земли, запасая днем и летом тепло, перенося течениями тепло из жарких стран в более холодные. Земная атмосфера содержит по объему 78% азота, 21% кислорода и ничтожное количество других газов. Из них, однако, кроме водяных паров, важен озон Оз. На высоте около 20 кмсодержание озона в атмосфере максимально. Озон предохраняет жизнь на Земле от чрезмерного потока ультрафиолетовых лучей, поглощая их. Атмосфера предохраняет нас и от непрерывной бомбардировки микрометеоритами и от разрушающего действия космических лучей. Космические лучи приходят к нам из космоса в виде частиц с колоссальной кинетической энергией.

Эволюция Солнца

Предполагается, что Солнце родилось в сжавшейся газопылевой туманности. Есть, по крайней мере, две теории относительно того, что дало толчок первоначальному сжатию туманности. Согласно одной из них предполагается, что один из спиральных рукавов нашей галактики проходил через нашу область пространства примерно 5 млрд. лет назад. Это могло вызвать легкое сжатие и привести к формированию центров тяготения в газо-пылевом облаке. Действительно, сейчас вдоль спиральных рукавов мы видим довольно большое количество молодых звезд и светящихся газовых облаков. Другая теория предполагает, что где-то недалеко (по масштабам Вселенной, конечно) взорвалась древняя массивная сверхновая звезда. Возникшая ударная волна могла быть достаточно сильной, чтобы инициировать звездообразование в «нашей» газо-пылевой туманности. В пользу этой теории говорит то, что ученые, изучая метеориты, обнаружили довольно много элементов, которые могли образоваться при взрыве сверхновой.

Далее, когда столь грандиозная масса (2*1030кг) сжималась под действием сил гравитации, она сама себя сильно разогрела внутренним давлением до температур, при которых в ее центре смогли начаться термоядерные реакции. В центральной части температура на Солнце равна 15000000K, а давление достигает сотни миллиардов атмосфер. Так зажглась новорожденная звезда (не путайте с новыми звездами).

В основном Солнце в начале своей жизни состояло из водорода. Именно водород в ходе термоядерных реакций превращается в гелий, при этом выделяется энергия, излучаемая Солнцем. Солнце принадлежит к типу звезд, называемых желтыми карликами. Оно – звезда главной последовательности и относится к спектральному классу G2. Масса одинокой звезды довольно однозначно определяет ее судьбу. За время жизни (~5 миллиардов лет), в центре нашего светила, где температура достаточно высока, сгорело около половины всего имеющегося там водорода. Примерно столько же, 5 миллиардов лет, Солнцу осталось жить в таком виде, к которому мы с вами привыкли.

После того, как в центре светила водород будет на исходе, Солнце увеличится в размерах, станет красным гигантом. Это сильнейшим образом скажется на Земле: повысится температура, океаны выкипят, жизнь станет невозможной. Затем, исчерпав «топливо» совсем и не имея более сил держать внешние слои красного гиганта, наша звезда закончит свою жизнь как белый карлик, порадовав неведомых нам внеземных астрономов будущего новой планетарной туманностью, форма которой может оказаться весьма причудливой благодаря влиянию планет.

Смерть Солнца по времени

  • Уже через 1,1 млрд. лет, светило увеличит свою яркость на 10 %, что повлечет сильное нагревание Земли.
  • Через 3,5 млрд. лет, яркость увеличиться на 40%. Начнут испаряться океаны и наступит конец всему живому на Земле.
  • По прошествии 5,4 млрд. лет, в ядре звезды закончится топливо – водород. Солнце начнет увеличиваться в размерах, за счет разрежения внешней оболочки и нагрева ядра.
  • Через 7,7 млрд. лет, наша звезда превратиться в красного гиганта, т.к. увеличиться в 200 раз из-за этого будет поглощена планета Меркурий.
  • В конце, через 7,9 млрд. лет, внешние слои звезды настолько разредятся, что распадаться на туманность, а в центре бывшего Солнца будет маленький объект – белый карлик. Так закончит существование наша Солнечная система. Все строительные элементы, оставшиеся после распада, не пропадут, они станут основой для зарождения новых звезд и планет.

Общие сведения

Под термином «атмосфера» понимают газовый слой, который окутывает нашу планету и многие другие небесные тела во Вселенной. Он образует оболочку, которая возвышается над Землей на несколько сотен километров. В составе присутствуют разнообразные газы, основным из которых является кислород.

Атмосфера характеризуется:

  • Неоднородностью с физической точки зрения.
  • Повышенной динамичностью.
  • Зависимостью от биологических факторов (высокая уязвимость в случае неблагоприятных явлений).

Основное влияние оказывают на состав и процессы его изменяющие, живые существа (включая, микроорганизмы). Эти процессы продолжаются с момента возникновения атмосферы – несколько миллиардов лет. Защитная оболочка планеты соприкасается с такими образованиями, как литосфера и гидросфера, верхние же границы определить с высокой точность сложно, ученые могут назвать только примерные значения. Атмосфера переходит в межпланетное пространство в экзосфере – на высоте
500-1000 км от поверхности нашей планеты, некоторые источники называют цифру в 3000 км.

Значение атмосферы для жизни на земле велико, так как она предохраняет планету от столкновения с космическими телами, обеспечивает оптимальные показатели для формирования и развития жизни в различных ее формах.
Состав защитной оболочки:

  • Азот – 78%.
  • Кислород – 20,9%.
  • Смесь газовая – 1,1% (эта часть образована такими веществами, как озон, аргон, неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон, углекислый газ, водяные пары).

Газовая смесь выполняет важную функцию – поглощение излишнего количества солнечной энергии. Состав атмосферы изменяются в зависимости от высоты – на высоте 65 км от поверхности Земли азота в ней будет содержаться
уже 86%, кислорода – всего 19%.

Состав атмосферы

Тропосфера:

Тропосфера – это первый, самый нижний слой атмосферы – «придонный», в котором обитает все живое на планете: человек, животные, растения. Тропосфера простирается на несколько километров: возле полюсов его высота не превышает 8-10 км, а в районе экватора достигает 18 км. Такая разность в высоте атмосферы обусловлено центробежной силой Земли и тем, что ширина планеты неодинакова в разных ее частях (Земля имеет эллиптическую форму). Еще один фактор, влияющий на величину слоя – сезон, т.е. температурный режим. В теплое время года воздушные массы поднимаются выше, в холодное – опускаются к поверхности планеты, тем самым увеличивая или уменьшая ширину тропосферы.

Свое название слой получил от древнегреческих слов τρόπος  – «поворот, изменение» и σφαῖρα – «шар». Первая часть слова полностью соответствует основным критериям тропосферы – подвижности, изменчивости, динамичности, формирующих все те явления, которые принято называть «климат» и «погода». Это:

– образование облаков;

– циркуляция жидкости;

– образование циклонов, антициклонов;

– генерация ветров.

Тропосфера – самый тяжелый слой, т.к. в нем содержится 80% массы атмосферы, 50% всех газов и практически вся влага, что позволяет обитателям тропосферы «дышать». Удерживает он и тепло, сохраняя поглощаемые Землей солнечные лучи, поэтому при удалении от ее поверхности понижаются и давление, и температура. Причем температура понижается на 0,5-0,7 градуса Цельсия каждые 100 метров. Также с набором высоты усиливается ветер: на каждый километр высоты его скорость растет на 2-3 км/с. Примечательно, что снижение температуры характерно только для нижнего слоя (тропосферы), во всех же иных она растет по мере приближения к верхним границам.

На нижней границе, возле литосферы, находится еще один барьер: приземной пограничный слой, самый важный для циркуляции всей атмосферы. Именно здесь происходит отдача тепловой энергии и излучения планетой, создаются перепады давления и ветряные потоки, позже разделяемые и направляемые неровностями поверхности (горами, скалами и т.д.).

Верхним пределом тропосферы является тропопауза – промежуточный барьер между тропосферой и следующим слоем атмосферы – стратосферой.

Нормальным давлением у нижней границы тропосферы принято считать показатель в 1000 миллибар, который максимально приближен к эталону – 1013 миллибар (одна «атмосфера»). У верхнего слоя давление составляет уже 200 мБар, а при удалении от уровня моря на 45 км падает до 1 мБара.

За тропосферой и тропопаузой следует следующий слой атмосферы – стратосфера. В тропопаузе прекращается снижение температуры воздуха с возрастанием высоты.

На какие слои делится атмосфера?

Хотя они и имеют сильно отличающиеся друг от друга температуры, очень сложно сказать, на какой конкретной высоте начинается один слой и заканчивается другой. Это деление весьма условное и носит приблизительный характер. Однако слои атмосферы все же существуют и выполняют свои функции.

Самая нижняя часть воздушной оболочки названа тропосферой. Ее толщина увеличивается при перемещении от полюсов к экватору с 8 до18 км. Это самая теплая часть атмосферы, поскольку воздух в ней нагревается от земной поверхности. Большая часть водяного пара сосредоточена в тропосфере, поэтому в ней образуются тучи, выпадают осадки, гремят грозы и дуют ветра.

Следующий слой имеет толщину около 40 км и называется стратосферой. Если наблюдатель переместится в эту часть воздуха, то обнаружит, что небо стало фиолетовым. Это объясняется малой плотностью вещества, которое практически не рассеивает солнечные лучи. Именно в этом слое летают реактивные самолеты. Для них там открыты все просторы, поскольку практически нет облаков. Внутри стратосферы имеется слой, состоящий из большого количества озона.

После нее идут стратопауза и мезосфера. Последняя имеет толщину около 30 км. Она характеризуется резким понижением плотности воздуха и его температуры. Небо для наблюдателя видится в черном цвете. Здесь можно даже днем наблюдать звезды.

Из чего она состоит?

Вопросом о том, что такое атмосфера и какие элементы в нее входят, заинтересовал людей уже давно. Основные составляющие этой оболочки были известны уже в 1774 году. Их установил Антуан Лавуазье. Он обнаружил, что состав атмосферы большей частью образован из азота и кислорода. С течением времени ее составляющие уточнялись. И теперь известно, что в ней находятся еще многие другие газы, а также вода и пыль.

Рассмотрим более подробно то, из чего состоит атмосфера Земли возле ее поверхности. Самый распространенный газ – азот. Его содержится немного больше 78 процентов. Но, несмотря на такое большое количество, в воздухе азот практически не активен.

Следующий по количеству и очень важный по значению элемент – кислород. Этого газа содержится почти 21%, и он как раз проявляет очень высокую активность. Его специфическая функция состоит в окислении мертвого органического вещества, которое в результате этой реакции разлагается.

Аэрологические станции

Скорость и направление ветра, температуру, давление на высотах от тридцати метров до сорока километров (тропосфера и часть стратосферы) регистрируют с помощью системы АРЗ-РЛС (аэрологический зонд — радиолокационная станция).

Зонд — это специальный баллон (из резины или пластика, заполненный водородом или гелием (несколько реже, хотя менее опасно) для поднятия вверх и контейнер с датчиками температуры, давления. Сигналы датчиков преобразуются в радиосигнал, затем передаются на РЛС.

Радиолокационная станция принимает сигналы и расшифровывает их. РЛС «ведет» радиозонд, отслеживая его положение по вертикали и горизонтали.

Таким образом аэрологическая станция получает самые достоверные данные о температурах, давлении и о скорости и направлении ветра на различных высотах.

Так как изучают атмосферу с помощью зондов всего лишь от двух до четырех раз в сутки, этого совершенно недостаточно для сиюминутного знания о состоянии воздушных масс (перемещение, облачность).

Для нужд ветровых станций и аэродромов в последнее время разработаны содары (работают на акустических волнах), лидары (используют оптическое излучение), радиолокаторы — радары (радиоволны) и профайдеры (радиоакустическое и электромагнитное излучение).

Строение Атмосферы

Атмосфера имеет слоистое строение, границ между разными слоями не четкие и можно заметить большие перепады температуры в слоях атмосферы.

Начнем перечисление слоев сверху вниз:

  1. Первый слой – Магнитосфера. Эта сфера не содержит воздуха, но она входим в состав атмосферы. В этом слое летает большое количество земных спутников.
  2. Второй слой – Экзосфера (460-500 км. от поверхности планеты) практически не содержит газов, в этом слое можно найти спутники погоды
  3. Третий слой – Термосфера (80-460 км.) в этом слое очень большая температура которая может достигать 1700ºC
  4. Четвертый слой – Мезосфера (50-80 км.) в этом слое чем выше вы находитесь, тем ниже температура. Именно в этом слое сгорают метеориты или другие космические тела, попавшие в атмосферу
  5. Пятый слой – Стратосфера (15-40 км.) содержит озоновый слой планеты. Здесь обычно летают истребители и реактивные самолеты, так как видимость в этом слое отличная и погодные условия не создают никаких помех.
  6. Шестой слой – Тропосфера (9-15 км.) именно в этом слое формируется погода, так как здесь содержится большое количество водяных паров и пыли. Чем выше вы находитесь, тем ниже температура

Состав атмосферного воздуха всем давно известен, это: Азот (78%), Кислород(21%) и Различные газы (1%).

Атмосферное давление –  давно известное понятие. Атмосфера у планеты Земля имеет большие размеры очень огромна и, естественно, она имеет массу и оказывает давление на поверхность планеты. Атмосферное давление измеряется, обычно, ртутным столбом. Места где атмосферное давление выше, ртуть в столбике поднимается выше. Нормальное для нас давление равно 766 мм. ртутного столба. Атмосферное давление не одинаково во всех районах Земли, нередко бывает, что в местах равно возвышенных над уровнем моря имеется разное атмосферное давление.

Геохронология событий

Можно выделить несколько этапов, когда реализовывались разные сценарии взаимодействия биосферы с составом атмосферы:

  • 4,5–3,9 млрд лет назад. Первичная СН4-содержащая атмосфера;
  • 3,9–2,7 млрд лет назад. Биогенный метан в дополнение к СО2 исполняет роль парникового газа в бескислородной атмосфере архея;
  • 2,7 млрд лет назад. Появление O2 в океане;
  • 2,7–2,4 млрд лет назад. Переходный период. Буферирующая роль FeO;
  • 2,4 млрд лет назад. Появление кислородсодержащей атмосферы. Срыв механизма компенсации низкой светимости Солнца. Метан перестает играть роль компонента, обеспечивающего компенсацию дефицита солнечной радиации, а двуокись углерода не достигает нужного для этого содержания. Наступает глобальное оледенение;
  • 2,4–2,2 млрд лет назад. Гуронское оледенение, продолжающееся около 200 млн лет;
  • 2,2–0,8 млрд лет назад. Содержание СО2 в атмосфере достигает уровня, достаточного для компенсации низкой светимости Солнца. Период оледенения завершается. Устанавливается стабильный в течение 1,5 млрд лет климат;
  • 0,8–0,3 млрд лет назад. Ресурс подвижного углерода биосферы становится сопоставим с ресурсом СО2 в атмосфере. Возникает чередование оледенений и потеплений;
  • 0,3 млрд лет — ныне. С появлением массивного буфера органического углерода на суше изменяется картина взаимосвязи биосферы и климата.

***

В заключение уместен вопрос: что происходило бы, если бы светимость Солнца с самого начала была достаточной для существования жидкой воды на поверхности планеты? Дегазация недр при том составе, который имело допланетное вещество, оставалась бы приблизительно такой же. Парниковые газы тогда привели бы к перегреву земной поверхности и, как следствие, — к утрате воды. И мы бы имели сценарий Венеры. А что было бы, если бы светимость была меньше? Анализ показывает, что тогда развитие могло бы идти по тому же пути, который и состоялся на Земле. Но с большой задержкой. Оледенение типа Гуронского длилось бы не 200 млн, а 2 млрд лет. И к сегодняшнему дню жизнь могла бы развиться до уровня простейших организмов, который она имела в протерозое.

Итак, нам — высшим организмам — очень повезло с нашей светимостью Солнца.