Maan ilmakehän koostumus, kerrokset, toiminnot

Se Maan ilmapiiri Se on kaasumainen kerros, joka ympäröi planeettaa maan pinnalta diffuusioon noin 10: een.000 km korkeus. Tätä kerrosta ylläpidetään planeetan ympärillä maan painovoiman vuoksi ja koostuu kaasujen seoksesta, jota kutsumme ilmaa.

Maan ilmakehän runsain komponentti on typpi (78%), jota seuraa happi (21%) ja argon (0,9%), samoin kuin muut hyvin pieninä määrinä, kuten vesihöyry ja hiilidioksidi.

Näkymä ilmakehästä avaruudesta

Tämä kaasumainen massa on järjestetty viidessä peruskerroksessa planeetan ympärillä ja se täyttää tärkeät toiminnot, kuten planeetan suojaaminen pienten meteoriittien vaikutuksilta, suodattaen ultraviolettisäteilyä, säilyttäen lämmön ja nestemäisen veden olemassaolon salliminen.

Samoin maan ilmasto muodostuu ilmakehään ja sallii eri lajien lennon, mukaan lukien lentokoneiden lento. Mutta ilmapiiri ei aina ollut kuin nykyään, koska se on peräisin planeetan muodostumisesta ja siitä lähtien se on kehittynyt.

[TOC]

Maan ilmakehän koostumus

Maan ilmapiiri muodostuu kaasuyhdistelmällä, jolle ilman nimi annetaan. Ilman koostumus vaihtelee pitoisuusgradientissa, joka menee maan pinnasta rajaan ulkoavaruuteen.

Kun puhut ilmakehän koostumuksesta, viitataan troposfäärin ilman koostumukseen, joka on kosketuksessa planeetan pinnan kanssa.Tämä kerros on korkein ilmapitoisuus, jonka kaasuseos on hallitseva (n₂) ja happi (tai₂-A.

Typpi edustaa 78% kokonaismäärästä, kun taas happi on 21%, vähentäen noin 1% useista muista kaasuista. Näistä ensinnäkin argoni, joka melkein valmistui 1 %, jättäen muut kaasut erittäin pieninä määrinä.

Näistä muista kaasuista korostetaan hiilidioksidia (Co_₂), että vaikka se saavuttaa vain noin 0,041%, se kasvaa ihmisen toiminnassa. Vesihöyryllä on muuttuva pitoisuus, ja se saavuttaa jopa 0,25%. Näillä kaasuilla on hapettavia ominaisuuksia, joten maan ilmakehässä on tämä laatu.

Ilmakehän kerrokset

Maan ilmakehässä on 5 kerrosta:

Troposfääri

Tropopaus, kerros troposfäärin ja stratosfäärin välillä

Troposfääri ulottuu maaperän tasosta noin 12 - 20 km: n korkeuteen ja sen nimi on peräisin etuliitteestä Tropos = Muutos, koska sen muuttuva luonne. Se on ohuempi pylväissä ja leveämpi Ecuadorissa.

Kolme neljäsosaa ilmakehän kaasun massasta on keskittynyt troposfääriin johtuen maallisen painovoiman vetovoimasta. Tässä kerroksen käyttöikä on mahdollista maan päällä, ja meteorologiset ilmiöt ja kaupalliset lentokoneet tapahtuvat.

Ilmakehän biogeokemiallisia syklejä esiintyy myös troposfäärissä, kuten happi, vesi, CO_₂ ja typpi. Tässä kerroksessa lämpötila laskee korkeuden myötä, ja sen ja seuraavan kerroksen väliseen rajaan kutsutaan tropopauseiksi.

Stratosfääri

Stratosfäärin näkymä

Se on 12–20 km maanpinnan yläpuolella noin 50 km: iin ja erottuu kahdessa kerroksessa ilman tiheydellä. Alempi on siellä, missä raskain kylmä ilma kerääntyy ja ylivoimainen, jossa kevyempi kuuma ilma on. Siksi hänen nimensä on johdettu etuliitteestä kerrostumat= kerrokset.

Raja tämän kerroksen ja seuraavan välillä kutsutaan stratopousa. Siinä on peruskerros elämälle maan päällä, samoin kuin otsonikerros.

Voi palvella sinua: vuoristoekosysteemi: ominaisuudet, kasvisto, eläimistö, esimerkit

Kun tämä kerros absorboi lämpöä, stratosfääri nostaa lämpötilaa korkeuden myötä, toisin kuin troposfäärissä tapahtuva.

Otsonikerros (otsonosfääri)

Planeetan otsonikerros suojaa meitä auringon ultraviolettisäteiltä

Se on komposiitti otsonikerros (tai₃), joka muodostuu hapen biokemiallisen dissosiaation vuoksi (tai₂) Ultravioletti aurinkoen säteily. Siten, kun tämä säteily vaikuttaa happimolekyyliin, se jaotellaan kahteen happiatomiin.

Sitten ottaen huomioon, että atomihappi (O) on erittäin reaktiivinen, sitoutuu happimolekyyleihin (tai₂) ja muodosta otsoni (tai₃-A.

Messosfääri

Meteoriitit, jotka palaavat mesosfäärissä

Hänen nimensä tulee Meso = väliaine, koska se on stratosfäärin ja termosfäärin välillä, noin 50–80 km korkeudessa. Se on kerros, jossa meteorit polttavat ohimeneviä tähtiä.

Tällä alueella on edelleen tarpeeksi kaasua kitkan tuottamiseksi ja lämmön tuottamiseksi, jota ei enää tapahdu ylemmissä kerroksissa. Raja tämän kerroksen ja seuraavan välillä kutsutaan Mesopausaksi.

Termosfera

Kansainvälinen avaruusasema sijaitsee Termosferassa

Tämän kerroksen nimi tulee termospullo = lämpöä, koska lämpötila on 4.500 astetta Fahrenheit (noin 2.482 ºC). Tätä lämpöä ei kuitenkaan välitä riittävästi kaasumolekyylejä, samoin kuin ääni.

Tämä kerros ulottuu 80–700 km korkeudessa, ja siellä on kansainvälinen avaruusasema ja monia matala kiertoradalla. Termosferan ja seuraavan Thermopuse -liekin ilmakehän seuraavan kerroksen välinen raja.

Exosfääri

Exosfääristä löytyy korkean kiertoradan satelliitteja

Kannalla on etuliitteestä johdettu nimi Ekso = Ulkopuolella, koska se on maan ilmakehän uloin kerros; Hänen takanaan on ulkoinen tila. Se on välillä 700–10.000 km korkeutta, joka on ilmakehän laajin kerros.

Siellä vallitsee kevyemmät kaasut, kuten vety ja helium, mutta erittäin alhaisella tiheydellä. Siksi sen molekyylit ovat hyvin erotettu toisistaan, koska ne ovat erittäin kylmä- ja happea alue. Exosfäärissä löytyy sääsatelliitteja ja korkean kiertoradan satelliitteja.

Maan ilmakehän toiminnot

Ilmakehässä on sarja toimintoja, jotka mahdollistavat elämän olemassaolon olosuhteet sellaisena kuin me sen tiedämme.

Elintärkeät kaasut

Ilmapiiri sisältää elämän perustavanlaatuisia kaasuja nykyään, jotka ovat pääasiassa happea ja yhteistyötä_₂.

Ilmakehän ablaatio

Mesosfäärin kaltaisen kerroksen olemassaolon ansiosta maan pinta on suojattu suuren määrän pienten meteorien vaikutukselta. Tässä kerroksessa ilma, vaikka se on niukasti, kitka ja meteorit riittää useimmiten.

Ultraviolettisäteilysuodatin

Otsonikerroksen olemassaolo stratosfäärissä suodattaa suurimman osan ultraviolettisäteilystä, estäen sitä pääsemästä maan pintaan. Tämä on erittäin tärkeää monille maanpäällisille prosesseille, mukaan lukien elämä, koska tämäntyyppinen säteily aiheuttaa mutaatioita ja tuottaa syöpää.

Kasvihuoneilmiö

Kasvihuonekehityskuva

Useat ilmakehän kaasut mahdollistavat säteilyn pääsyn, joka lämmittää maata ja tarjoaa energiaa fotosynteesiin ja muihin prosesseihin. Kun taas syntynyt lämpö (pitkä aaltosäteily) säilytetään osittain ja heijastuu jälleen maahan.

Tämä mahdollistaa lämpötila -alueen ylläpitämisen planeetan elämään, keskilämpötila 15 ºC. Ilmakehän tapauksessa planeetan keskilämpötila olisi -18 ºC.

Voi palvella sinua: ekologinen arvo

Vuorokauden lämpötilan vaihtelu

Vaihtelu lämpötilapäivän aikana määritetään ilmakerroksen päivälämmityksellä suoraan maanpinnan yläpuolella aurinkosäteilyn ja sen yöelämän jäähdytyksen avulla. Vaikka muut parametrit, kuten korkeus, pilvien kerros, kosteus ja ilmakehän epävakaus vaikuttavat myös tähän variaatioon.

Ilmakehän paine

Juuri vetovoiman voima, jolla on vakavuus maapallon ilman massassa (ilmapaino), vaihtelee lämpötilan mukaan, koska kevyin kevyempi on ilma. Näiden tekijöiden yhdistelmä myötävaikuttaa ilmaston muodostumiseen tuottamalla tuulet ja nämä puolestaan ​​merivirrat.

Mutta lisäksi ilmakehän paine kohdistaa ilmaa maan pinnalle riittävä nestemäiseen veteen maan päällä.

Tiheys ja lento

Ilmapiiri keskittyy suurimman osan ilmasta alemmassa kerroksessa, troposfäärissä, joka ehdottaa tiettyä tiheyttä. Tämä ilman tiheys sallii lintujen, hyönteisten, lentävien nisäkkäiden lennon ja ihmisten mekanisoidun lennon.

Ilmakehän kierto

Tuulet johtuvat ilmakehässä syntyneistä lämpötilaeroista troposfäärin tasolla aiheuttaen ilmakehän paine -eroja. Tämä johtuu lämmön imeytymisen ansiosta joidenkin sen muodostavien kaasujen, kuten hapen, CO: n ansiosta_₂ ja vesihöyry.

Lämmityksen jälkeen nämä kaasut vähentävät tiheyttä, toisin sanoen niiden molekyylit siirtyvät pois toisistaan, muuttuvat kevyemmiksi ja alkavat nousta. Tämä vähentää ilmakehän painetta kyseisellä alueella, mikä luo tyhjiön, johon lähellä olevat ilmamass.

Nämä puolestaan ​​aiheuttavat merenpintavirrat, jotka edistävät lämmön jakamista maan päällä. Toisaalta tuulet jakavat vesihöyryn muodostetun veden höyryn, kun nouseva vesi on viileää ja tiivistyy sateita.

Koulutus ja kehitys

Maan ilmakehän muodostuminen ja kehitys on osa aurinkokunnan muodostumista ja kehitystä alkuräjähdys.

Aurinkokunnan muodostuminen

Kuva aurinkokunnan muodostumisesta. Lähde: NASA

Ehdotetaan, että järjestelmämme muodostettiin satunnaisen aineen pitoisuuden vuoksi liikkumalla ja kääntymällä avaruuteen. Se meni yhdessä, mikä myöhemmin olisi aurinkokunnan keskipiste painovoiman vaikutuksella.

Myöhemmin keskijäähdytyksestä eniten etäisimmistä aineista ja siten kylmimmät planeetat ovat ne, jotka ovat eniten erotettuja auringosta, jotka sijaitsevat keskusasennossa. Sitten planeetat muodostuivat hiukkasten aggregaatiolla eri etäisyyksillä keskustasta, ja niiden sijainnin mukaan niillä on erilaiset ominaisuudet.

Maapallo

SO -niminen prototoerra muodostettiin pienten taivaallisten kalliokappaleiden aggregaatiolla (nimeltään Planetsimaal), noin 4 sitten.500 miljoonaa vuotta. Tässä tapauksessa nämä planeetsimaalit muodostuivat oksideista, metalleista ja silikaateista.

Myöhemmin maapallon alemman massan takia planeettamme ei pystynyt pitämään suurta osaa vedystä ja muista kevyistä kaasuista. Kaasujen menetys jäähtyi planeetalle, yhdistäen ytimen, jossa raskaimmat, rauta- ja nikkelielementit olivat keskittyneet.

Kun taas kevyimmät silikaatteja muodostivat vaipan ja aivokuori, kun taas kaasut keskittyivät lopulliseksi kerrokseksi. Tällä alueella oli kaasuja, jotka olivat niin kevyitä, jotka pakenivat planeetan painovoiman muodostumisessa.

Se voi palvella sinua: Sinekologia: Mitä tutkimuksia, esimerkkejä, sovelluksia

Maan ilmapiiri

Ilmakehän katsotaan käyvän läpi kolme perusvaihetta tässä evoluutiossa, jotka kattavat primitiivisen ilmapiirin, keskiasteen ja bioottisen ilmapiirin.

Alkeinen ilmapiiri

Arvioidaan, että planeetta muodosti ensimmäisen ilmakehän 4.450 miljoonaa vuotta, sen vaikutuksen jälkeen. Sieltä planeetta erilaistuminen tapahtui ytimessä, vaipan, aivokuoressa ja ilmakehässä.

Ilmapiiri oli edelleen erittäin epävakaa, koska valokaasujen menetykset ovat avaruudessa maanpäällisen jäähdytysprosessin aikana. Nämä kevyet kaasut, kuten neon, argon ja muut, menetettiin suurissa mittasuhteissa, koska ne olivat erittäin kevyitä.

Tässä vaiheessa hallitsevat kaasut olivat aurinkoenan sumun kaasuja, jotka olivat vähentävän luonteen, kuten vetyä (H₂-A. Kuten muutkin tulivuoren aktiivisuudesta, kuten hiilidioksidista (Co_₂), typpi (n₂) ja vesihöyry (H_₂O), joten tämä ilmapiiri vähensi voimakkaasti.

Toissijainen ilmapiiri

100–500 miljoonan vuoden ajan ilmakehän kehittyminen teki heikon pelkistävän tilan, tekee noin 4.000 miljoonaa vuotta. Tämä oli muun muassa niin kutsuttuja myöhäisiä pommituksia, joissa ne osuivat planeetan asteroideihin, joissa on runsaasti hiiltä ja vettä.

Varhainen pommituskuva. Lähde: Timwether/CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)

On todistettu, että meteoriitit ja komeetit sisältävät korkeaa vesipitoisuutta, CO_₂, metaani (ch₄) ja ammoniakki (NH3). Toisaalta tulivuoren aktiivisuus karkotti suuria määriä CO: ta_₂ ja n₂.

Tänä ajanjaksona ilmakehän elämän esiintyvyys ilmenee jo, kun metanogeenisten protobakteerien aktiivisuus on noin 4.000 vuotta. Nämä organismit kuluttivat yhteistyötä₂ ja tuotti CH4: tä, joten ensimmäinen väheni ja toinen näistä kaasuista kasvoi.

Bioottinen tai nykyinen ilmapiiri

Maa tänään. Lähde: Apollo 17

Arvioidaan, että enintään 3 tekee.100 miljoonaa vuotta alkoi muodostaa hapettavan bioottisen ilmakehän. Tämä johtuu ensimmäisten fotosyntoisoivien organismien ulkonäöstä, ts. Pystyy tuottamaan kemiallista energiaa (ruoka) aurinkoenergiasta.

Alun perin ne olivat syanobakteereja, jotka suoritettaessa heidän fotosynteesiprosessia tuotettiin happea jätteinä. Tämä sisällytti suuria määriä happea ilmakehään, aiheuttaen laadullisen muutoksen noin 2 sitten.400 miljoonaa vuotta, joka tunnetaan nimellä Great Oxidative Event.

Hapen lisääntyminen puolestaan ​​aiheutti metaanin vähenemisen fotokemiallisen rekombinaation vuoksi. Samoin ultraviolettisäteily aiheutti tai₂, muodostaen atomi happea (O), joka yhdistyi molekyylin happea (tai₂) Otsonin muodostaminen (O3).

Siten otsonikerros syntyi Extrosferassa n: n lisäksi₂ karkotti hallitsevan kaasun tulivuoret, koska se on vähän reaktiivista eikä muodostu helposti, siksi se kertyi ilmakehään.

Viitteet

1. Kasting, J.F. ja Catling, D. (2003). Asuttava planeetan kehitys. Astronomian ja astrofysiikan vuosikatsaus.
2. Markkinat, j.M. (1999). Fotosynteesi ja muutokset ilmakehän koostumuksessa. Kansainvälinen tiede.
3. Pla-garcía, j. ja Minor-Salván, C. (2017). Maapallon primitiivisen ilmakehän kemiallinen koostumus. Kemiallinen tutkimus. Kemian vuosipäivä.
4. Quintero-Plaza, D. (2019). Lyhyt historia maan ilmakehästä. Aemet -sääkalenteri.
5. Sagan, c. ja Mullen, G. (1972). Maa ja Mars: ilmakehän ja pintalämpötilojen kehitys. Tiede.
6. Tian, ​​f., Toon tai.B -., Pavlova.-Lla. ja Sterck, H. (2005). Vety-rikkaaseen varhaisen maan ilmakehään. Tiede.