أريد أن أعرف كل شيء

الغلاف الجوي للأرض

Pin
Send
Share
Send


المكونات الثانوية للهواء غير المذكورة أعلاه تشمل:

غازالصوتأكسيد النيتروز 0.5 ppmvxenon0.09 ppmvozone0.0 إلى 0.07 ppmvnitrogen dioxide0.02 ppmviodine0.01 ppmvcarbon monoxidetraceammoniatrace

تكوين من heterosphere

فوق التوربوز (حوالي 100 كم) ، يبدأ الغلاف الجوي للأرض في تكوين يتغير مع الارتفاع. هذا أساسًا لأنه في حالة عدم الخلط ، تنخفض كثافة الغاز بشكل كبير مع ارتفاع متزايد ، بمعدل يعتمد على الكتلة الجزيئية للغاز. تسقط المكونات ذات الكتلة الأعلى ، مثل الأكسجين والنيتروجين ، بسرعة أكبر من المكونات الأخف مثل الهليوم والهيدروجين الجزيئي والهيدروجين الذري. وهكذا ، مع ارتفاع الارتفاع في الغلاف الجوي ، يهيمن على الغلاف الجوي الهيليوم والهيدروجين الجزيئي والهيدروجين الذري. يختلف الارتفاع الدقيق للغلاف الجليدي والطبقات التي يحتوي عليها اختلافًا كبيرًا مع درجة الحرارة 3.

الأهمية البيولوجية

يلعب الغلاف الجوي للأرض دورًا حيويًا في الحفاظ على الحياة على هذا الكوكب. الأكسجين ضروري لتنفس الحيوانات والنباتات وبعض أنواع البكتيريا. النيتروجين هو غاز خامل يقلل من كمية الأكسجين المتاحة لأكسدة المواد الطبيعية ، وبالتالي تقييد الاحتراق التلقائي (حرق) للمواد القابلة للاشتعال وتآكل المعادن. يستخدم النيتروجين أيضًا بواسطة بكتيريا "تثبيت النيتروجين" لإنتاج مركبات مفيدة لنمو النبات. النباتات التي تؤدي عملية التمثيل الضوئي تأخذ ثاني أكسيد الكربون من الهواء وتطلق الأكسجين. ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء بمثابة "غازات الدفيئة" التي تبقي الأرض دافئة بما فيه الكفاية للحفاظ على الحياة. بخار الماء في الهواء هو جزء من دورة المياه التي تنتج هطول الأمطار (مثل المطر والثلوج) التي تغذي الرطوبة في التربة. بالإضافة إلى ذلك ، يمنع بخار الماء الأنسجة الحية المكشوفة من الجفاف.

علاوة على ذلك ، تمارس العديد من مناطق الغلاف الجوي تأثيرها الوقائي من مسافة بعيدة. على سبيل المثال ، تمتص طبقة الأوزون الأشعة فوق البنفسجية التي يمكن أن تلحق الضرر بالأنسجة والمواد الوراثية للكائنات الحية. يحمي الغلاف الجوي ، الذي يحترق فيه ملايين الشهب يوميًا ، سطح الأرض من التعرض باستمرار للقصف من قبل هذه الأجسام الساقطة. يحمي الغلاف المغناطيسي ، الذي يمتد إلى ما وراء الغلاف الجوي ، الأرض من المطر المدمر للجسيمات المشحونة التي تحملها الرياح الشمسية.

تاريخ الغلاف الجوي للأرض

إن تاريخ الغلاف الجوي للأرض قبل المليار من السنين غير مفهومة جيدًا ، ولكن يوجد تسلسل معقول للأحداث أدناه.

يشار إلى الغلاف الجوي الحديث في بعض الأحيان باسم "الغلاف الجوي الثالث للأرض" ، لتمييز تركيبه الكيميائي عن تركيبين سابقين مختلفين بشكل ملحوظ. ويعتقد أن الغلاف الجوي الأصلي كان في المقام الأول الهيليوم والهيدروجين. الحرارة (من القشرة المنصهرة والشمس) تبدد هذا الجو.

قبل حوالي 3.5 مليار سنة ، كان السطح قد تم تبريده بدرجة كافية ليشكل قشرة صلبة ، لا تزال مكتظة بالسكان من البراكين التي أطلقت البخار وثاني أكسيد الكربون والأمونيا. وأدى ذلك إلى تكوين "الغلاف الجوي الثاني" ، المكون في المقام الأول من ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ، مع بعض النيتروجين ولكن بدون أكسجين تقريبًا. (أشارت عمليات المحاكاة التي أجريت في جامعة واترلو وجامعة كولورادو في عام 2005 إلى أنها قد تحتوي على ما يصل إلى 40 في المائة من الهيدروجين 4). كان للغلاف الجوي الثاني حوالي 100 ضعف كمية الغاز الحالي. يُعتقد عمومًا أن تأثير الدفيئة ، الناجم عن ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون ، يمنع الأرض من التجمد.

خلال ملايين السنوات القليلة التالية ، تكثف بخار الماء لتكوين الأمطار والمحيطات ، والتي بدأت في إذابة ثاني أكسيد الكربون. تم امتصاص حوالي 50٪ من ثاني أكسيد الكربون في المحيطات.

تشير الدلائل الحفرية إلى أن البكتيريا الزرقاء كانت من أوائل أنواع الحياة البكتيرية التي كانت موجودة قبل حوالي 3.3 مليار سنة. كانت أول الكائنات الحية التي تقوم بتحويل التمثيل الضوئي لثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين ، وبالتالي تلعب دورًا رئيسيًا في تحويل الغلاف الجوي من حالة نقص الأكسجين (حالة بدون أكسجين) إلى حالة أكسدة (حالة تحتوي على أكسجين). يعتقد أن أكسجين الغلاف الجوي أدى إلى انقراض جماعي للأنواع.

في وقت لاحق ، ظهرت النباتات التمثيل الضوئي وتحويل المزيد من ثاني أكسيد الكربون إلى الأكسجين. بمرور الوقت ، أصبح الكربون الزائد محبوسًا في الوقود الأحفوري ، والصخور الرسوبية (لا سيما الحجر الجيري) ، وقذائف الحيوانات. عند إطلاق الأكسجين ، تفاعل مع الأمونيا لتوليد النيتروجين. بالإضافة إلى ذلك ، تحولت البكتيريا الأمونيا أيضًا إلى نيتروجين.

مع ظهور المزيد من النباتات ، زادت مستويات الأكسجين بشكل كبير ، في حين انخفضت مستويات ثاني أكسيد الكربون. في البداية ، تم دمج الأكسجين مع عناصر مختلفة (مثل الحديد) ، ولكن في النهاية تم تجميع الأكسجين في الجو. مع ظهور طبقة الأوزون ، كانت أشكال الحياة محمية بشكل أفضل من الأشعة فوق البنفسجية. الغلاف الجوي للأكسجين والنيتروجين هو "الغلاف الجوي الثالث".

تلوث الهواء

رسم تخطيطي للعمليات الكيميائية وعمليات النقل المتعلقة بتكوين الغلاف الجوي.

على الرغم من أن التقدم التكنولوجي قد أفاد البشرية بطرق عديدة ، فقد صاحبتها تأثيرات ضارة على البيئة ، بما في ذلك تلوث الهواء. تشمل ملوثات الهواء الشائعة أول أكسيد الكربون (CO) وأكاسيد النيتروجين (NOسأكاسيد الكبريت (SOس) ، الأوزون ، والجسيمات (PM). يتم إنتاجها عمومًا من خلال أنشطة مثل (أ) حرق (حرق) أنواع الوقود لأغراض النقل وتوليد الحرارة والكهرباء ، و (ب) العمليات الصناعية ، بما في ذلك تكرير البترول وتصنيع الأسمنت ومعالجة المعادن.

يتواجد أول أكسيد الكربون ، وهو منتج للاحتراق غير الكامل للوقود ، بتركيزات عالية نسبيًا بالقرب من الطرقات ذات حركة مرور المركبات الثقيلة. استنشاق مستويات عالية من أول أكسيد الكربون يمكن أن يسبب الصداع والتعب ومشاكل في الجهاز التنفسي ، والموت (في الحالات القصوى).

من بين أكاسيد النيتروجين المختلفة ، ثاني أكسيد النيتروجين (NO2) يسبب مشاكل في الجهاز التنفسي ويسهم في المطر الحمضي. تساهم أكاسيد النيتروجين أيضًا في تكوين مادة جسيمية في الهواء وزيادة في المغذيات في البرك والبحيرات ، مما يقلل من جودة المياه.

تتشكل أكاسيد مختلفة من الكبريت عن طريق حرق أنواع الوقود المحتوية على الكبريت ، بما في ذلك الفحم والنفط ، وكذلك أثناء استخراج المعادن من الخامات والبنزين من الزيت. عندما يذوب في الماء ، فإن ثاني أكسيد الكبريت وثاني أكسيد الكبريت يشكلان أحماض ، مما يساهم في المطر الحمضي. كما أنها تلحق الضرر بالجهاز التنفسي وتسهم في تكوين جزيئات تقلل من الرؤية في الهواء.

بوجود أشعة الشمس ، يمكن أن تتفاعل أكاسيد النيتروجين مع المركبات العضوية المتطايرة (مثل أبخرة البنزين والمذيبات الكيميائية) لإنتاج الأوزون. على الرغم من أن الأوزون الموجود في الستراتوسفير يمارس تأثيرًا وقائيًا عن طريق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية الضارة ، يمكن للأوزون الموجود في التروبوسفير أن يهيج الرئتين ويسبب الالتهابات ، والصفير ، والسعال ، وصعوبة التنفس. يمكن أن يؤدي التعرض المتكرر للأوزون إلى تلف الرئتين بشكل دائم. الأوزون هو عنصر رئيسي من الضباب الدخاني في المدينة.

الجسيمات هي مزيج من مجموعة متنوعة من المواد الصلبة المجهرية وقطرات سائلة ، بما في ذلك المعادن والنترات والكبريتات والمواد الكيميائية العضوية والغبار. الشاغل الرئيسي هو الجزيئات الصغيرة ، التي يبلغ قطرها 10 ميكرومتر أو أقل ، لأنها يمكن أن تدخل بسهولة الرئتين أثناء عملية التنفس الطبيعية. يرتبط تلوث الجسيمات بمختلف المشكلات ، بما في ذلك صعوبة التنفس والتهاب الشعب الهوائية المزمن والربو المشدد ونبض القلب غير المنتظم.

يتم إنتاج الرصاص في الهواء بشكل رئيسي عن طريق مصاهر الرصاص وأيضًا عن طريق محارق النفايات والمرافق ومصانع تصنيع بطاريات حمض الرصاص. إن التعرض للرصاص يمكن أن يضر بأعضاء الجسم المختلفة ، بما في ذلك المخ والكلى والكبد ، ويمكن أن يسبب هشاشة العظام واضطرابات التكاثر.

للحد من انبعاث وتراكم هذه الملوثات ، فرضت حكومات الدول المختلفة تدابير مثل استخدام البنزين المعاد صياغته ، والمحولات الحفازة في أنظمة عوادم السيارات ، والفخاخ السائلة للنفايات الصناعية.

بالإضافة إلى مشكلة التلوث ، هناك قلق من ارتفاع درجات الحرارة العالمية نتيجة لارتفاع مستويات غازات الدفيئة - مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان - في الغلاف الجوي. تلعب غازات الدفيئة عمومًا دورًا مهمًا من حيث أنها تمتص بعض حرارة الشمس وتساعد على إبقاء الأرض دافئة وسكنية. القلق هو أن ارتفاع مستوى هذه الغازات يؤدي إلى ظاهرة "الاحتباس الحراري". يربط العديد من العلماء هذا الارتفاع بالأنشطة البشرية مثل حرق الوقود وتطهير الأراضي والزراعة. ويعزو آخرون الاحتباس الحراري إلى زيادة النشاط الشمسي أو الظواهر الطبيعية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يتم مناقشة مدى الاحترار الناجم عن انبعاثات غازات الدفيئة.

أنظر أيضا

المراجع

  • فيرشفال ، ج. الغلاف الحراري: جزء من الغلاف المتغاير. تم الاسترجاع في 23 يونيو 2015.

شاهد الفيديو: "الغلاف الجوي للأرض " (يونيو 2020).

Pin
Send
Share
Send