Атмосфера як зовнішня оболонка Землі

Життя на Землі існує доти, доки є земна атмосфера. Вона надійно захи­щає планету від космічного та ультрафіолетового випромінювання, ви­значає загальний тепловий режим поверхні Землі, впливає на кліма­тичні умови, а через них — на режим річок, грунтово-рослинний покрив та процеси рельєфоутворення.

Важливою захисною функцією атмосфери є терморегуляція Землі. Якби не було атмосфери, Сонце розпікало б удень земну поверхню до 100 °С, а вночі температура тут знижувалася б до мінус 100 °С. Такий 200-градусний перепад температур неприйнятний для усіх існуючих форм земного життя.

Атмосфера є сумішшю газів, водяної пари, космічного пилу та інших пилових часточок. Верхня межа її сягає висоти 2000 км, хоч сліди зем­них газів виявлено на висоті 10 — 20 тис. м. Атмосфера складається з таких основних шарів: тропосфери, стратосфери, мезосфери, іоносфери та екзосфери (рис. 24).

Загальна маса атмосферного повітря становить 5000 трлн т, з яких 99,9999 % зосереджено в шарі 70 км завтовшки.

Т ропосфера — найщільніший шар повітря, розташований над Землею. Маса ЇЇ повітря — понад 4/5 маси повітря земної атмосфери. Через нерівномірне нагрівання земної поверхні тут утворюються верти­кальні повітряні течії, спостерігається мінливість температури, вологості, тиску. Температура повітря в тропосфері знижується із збільшенням висоти на 0,5 °С на кожні 100 м і коливається від 40 °С до мінус 50 °С.

Над тропосферою (на висоті близько 40 км) знаходиться с т р а то с ф е р а. Повітря тут розріджене, вологість його дуже незначна.

Рис.5. Будова атмосфери

Під впливом сонячного випромінювання молекули повітря стратосфери іонізуються, в результаті чого утворюється озон.

Верхня межа мезосфери сягає висоти 80 км. Головна її особливість — різке зниження температури (мінус 70 — 90 °С). Тут утворюються сріблясті хмари, що складаються з кристалів льоду.

Далі йде термосфера (іоносфера), для якої характерне постійне підвищення температури із зростанням висоти. На висоті 150 км температура сягає 200 — 240 °С, а на висоті 200 км — перевищує 1500 °С. Гази в термосфері дуже розріджені. Під впливом со­нячної радіації тут відбувається значна кількість хімічних реакцій за участю кисню, азоту, озону, водяної пари та ін.

Екзосфера — найбільше віддалений від Землі шар атмосфери. Тут ще є атмосферні гази, а також спостерігається вилучення їх з екзосфери за межі атмосфери.

Над атмосферою розташована магнітосфера — простір, у якому формується магнітне поле Землі. Магнітосфера захищає біосферу від впливу на неї високотемпературної сонячної плазми.

Газовий склад атмосфери такий: азот — 78 %, кисень — 21 %, аргон — 0,9 %, вуглекислий газ — 0,03 %. Крім того, в ній є незначна кількість інертних газів (неон, гелій, криптон, ксенон), аміаку, метану, озону, оксидів сірки та ін. В атмосфері містяться також тверді часточки, які надходять з поверхні Землі (продукти згоряння, вулканічної діяльності, часточки грунту) та з Космосу. Важливу роль в атмосфері відіграє водяна пара. Найважливіше значення для різних екологічних систем мають, звичайно, гази — кисень, вуглекислий газ та азот.

Азот входить до складу молекул "носіїв життя" — білків і нуклеїно­вих кислот, є сировиною для виробництва азотних добрив, бере участь у життєдіяльності азотфіксуючих мікроорганізмів. Газовий баланс атмосфери змінювався ще до появи людини. Кисню в ній було 3 — 3,5 мрлд років тому в 100 — 200 разів менше, ніж СО_г Процес фотосинтезу докорінно реконструював атмосферу: вона значно збагатилася на кисень, у ній дуже зменшився вміст СО_г Проте 100 — 150 років тому людина почала втручатися в природний баланс цих газів, збільшуючи своєю діяльністю кількість С0₂ і зменшуючи вміст О2.

Надходження кисню в атмосферу зменшується нині внаслідок: зменшення зеленого покриву Землі; значного зменшення кількості зелених водоростей Світового океану (вони дають 3О —70 % річного надходження кисню); швидкого збільшення використання кисню.Нині вже можна говорити про істотні.зміни в утворенні і споживанні кисню. Передбачається, що через 150 — 170 років загальна його кількість може зменшитись на третину, тоді як людина реагує навіть на зменшення його концентрації в повітрі на 1 %.

Вуглекислого газу в повітрі дуже мало. Проте екологів нині хвилює не його нестача, а надлишок. Відомо, що при збільшенні вмісту С0₂ в повітрі на 0,1 % у тварин утруднюється дихання, підвищення його вмісту до 4 % означає аварійну ситуацію. За даними ООН, в останні 100 років кількість С0₂ в атмосфері зросла на 10 % і найближчим часом може становити 0,04 %. На перший погляд, це начебто не становить серйозних проблем, адже С0₂ не токсичний газ, а із збільшенням його кількості поліпшується живлення рослин. Проте він має одну особливість — затримує відбите від Землі довгохвильове теплове випромінювання, яке безпосередньо впливає на тепловий баланс атмосфери.

Для багатьох живих істот атмосферне повітря є частиною середовища існування, важливим екологічним фактором.

Підвищення рівня ультрафіолетового випромінювання шкідливе для всього живого, може викликати опіки та інші небезпечні явища. Зни­ження його створює умови для існування і розмноження хвороботвор­них мікроорганізмів. Від прозорості атмосфери залежить певною мірою тепловий баланс Землі.

Життя на планеті без атмосфери неможливе. Якщо без їжі людина може проіснувати кілька тижнів, без води — кілька днів, то без повітря — лічені хвилини, без атмосферного тиску — секунди. Так, за добу людина в середньому використовує понад 500 л кисню, через її легені проходить до 10 тис. л (до 12 кг) повітря, а води та їжі їй потрібно всього 1,5 — 2 кг.

Питання для самоконтролю:

1. З чого складається атмосфера Землі?

2. Які функції вона виконує? Що таке газовий баланс атмосфери?

3. Як змінився склад атмосфери в процесі геологічної історії пла­нети?

Теми рефератів:

ü Атмосфера – газова оболонка Землі.

Поиск по сайту: