Die Dicke der Erdatmosphäre beträgt ungefähr. Die Atmosphäre, ihre Zusammensetzung und Struktur. Funktionen der Atmosphäre. Physiologische und andere Eigenschaften der Atmosphäre

Die Dicke der Atmosphäre beträgt etwa 120 km von der Erdoberfläche. Die Gesamtluftmasse in der Atmosphäre beträgt (5,1-5,3) · 10 18 kg. Von diesen beträgt die Masse der trockenen Luft 5,1352 ± 0,0003 · 10 18 kg, die Gesamtmasse des Wasserdampfs beträgt durchschnittlich 1,27 · 10 16 kg.

Tropopause

Die Übergangsschicht von der Troposphäre zur Stratosphäre, die Schicht der Atmosphäre, in der die Temperatur mit der Höhe abnimmt, hört auf.

Stratosphäre

Die Schicht der Atmosphäre befindet sich auf einer Höhe von 11 bis 50 km. Eine leichte Temperaturänderung in der Schicht von 11-25 km (die untere Schicht der Stratosphäre) und deren Zunahme in der Schicht von 25-40 km von -56,5 auf 0,8 ° (die obere Schicht der Stratosphäre oder der Inversionsbereich) sind charakteristisch. Nachdem in einer Höhe von ca. 40 km ein Wert von ca. 273 K (fast 0 ° C) erreicht wurde, bleibt die Temperatur bis zu einer Höhe von ca. 55 km konstant. Dieser Bereich konstanter Temperatur wird als Stratopause bezeichnet und ist die Grenze zwischen Stratosphäre und Mesosphäre.

Stratopause

Die Grenzschicht der Atmosphäre zwischen Stratosphäre und Mesosphäre. Die vertikale Temperaturverteilung hat ein Maximum (ca. 0 ° C).

Mesosphäre

Atmosphäre der Erde

Erdatmosphärengrenze

Thermosphäre

Die Obergrenze liegt bei ca. 800 km. Die Temperatur steigt auf Höhen von 200 bis 300 km an, wo sie Werte in der Größenordnung von 1500 K erreicht, wonach sie bis in große Höhen nahezu konstant bleibt. Unter dem Einfluss von ultravioletter und röntgenhafter Sonnenstrahlung und kosmischer Strahlung tritt eine Luftionisation ("Auroren") auf - die Hauptregionen der Ionosphäre liegen innerhalb der Thermosphäre. In Höhen über 300 km überwiegt atomarer Sauerstoff. Die Obergrenze der Thermosphäre wird weitgehend durch die aktuelle Aktivität der Sonne bestimmt. In Zeiten geringer Aktivität - beispielsweise in den Jahren 2008-2009 - nimmt die Größe dieser Schicht spürbar ab.

Thermopause

Der Bereich der Atmosphäre neben der Oberseite der Thermosphäre. In diesem Bereich ist die Absorption von Sonnenstrahlung vernachlässigbar und die Temperatur ändert sich nicht tatsächlich mit der Höhe.

Exosphäre (Kugel der Dispersion)

Bis zu einer Höhe von 100 km ist die Atmosphäre ein homogenes, gut gemischtes Gasgemisch. In höheren Schichten hängt die Verteilung der Gase in der Höhe von ihren Molekularmassen ab, die Konzentration schwererer Gase nimmt mit der Entfernung von der Erdoberfläche schneller ab. Aufgrund der Abnahme der Gasdichte sinkt die Temperatur von 0 ° C in der Stratosphäre auf –110 ° C in der Mesosphäre. Die kinetische Energie einzelner Partikel in Höhen von 200-250 km entspricht jedoch einer Temperatur von ~ 150 ° C. Oberhalb von 200 km werden zeitliche und räumliche Schwankungen der Temperatur und Dichte von Gasen beobachtet.

In einer Höhe von etwa 2000-3500 km verwandelt sich die Exosphäre allmählich in die sogenannte raumnahes Vakuum, das mit stark verdünnten Partikeln interplanetaren Gases, hauptsächlich Wasserstoffatomen, gefüllt ist. Dieses Gas ist jedoch nur ein Bruchteil der interplanetaren Materie. Der andere Teil besteht aus staubartigen Partikeln kometenhaften und meteorischen Ursprungs. Neben extrem verdünnten staubartigen Partikeln dringt elektromagnetische und korpuskuläre Strahlung solaren und galaktischen Ursprungs in diesen Raum ein.

Die Troposphäre macht etwa 80% der atmosphärischen Masse aus, die Stratosphäre etwa 20%; Die Masse der Mesosphäre beträgt nicht mehr als 0,3%, die Thermosphäre weniger als 0,05% der Gesamtmasse der Atmosphäre. Anhand der elektrischen Eigenschaften in der Atmosphäre werden die Neutrosphäre und die Ionosphäre unterschieden. Gegenwärtig wird angenommen, dass sich die Atmosphäre auf eine Höhe von 2000 bis 3000 km erstreckt.

Abhängig von der Zusammensetzung des Gases in der Atmosphäre, homosphäre und heterosphäre. Heterosphäre - Dies ist der Bereich, in dem die Schwerkraft die Trennung von Gasen beeinflusst, da deren Vermischung in dieser Höhe vernachlässigbar ist. Daher die variable Zusammensetzung der Heterosphäre. Darunter liegt ein gut gemischter Teil der Atmosphäre, der homogen zusammengesetzt ist und als Homosphäre bezeichnet wird. Die Grenze zwischen diesen Schichten wird als Turbopause bezeichnet und liegt auf einer Höhe von etwa 120 km.

Physiologische und andere Eigenschaften der Atmosphäre

Bereits in einer Höhe von 5 km über dem Meeresspiegel entwickelt eine ungeschulte Person Sauerstoffmangel und ohne Anpassung wird die Arbeitsfähigkeit der Person erheblich reduziert. Hier endet die physiologische Zone der Atmosphäre. In einer Höhe von 9 km wird das Atmen des Menschen unmöglich, obwohl die Atmosphäre bis zu 115 km Sauerstoff enthält.

Die Atmosphäre versorgt uns mit dem Sauerstoff, den wir zum Atmen brauchen. Aufgrund des Abfalls des Gesamtdrucks der Atmosphäre mit zunehmender Höhe nimmt jedoch auch der Sauerstoffpartialdruck entsprechend ab.

In verdünnten Luftschichten ist eine Schallausbreitung nicht möglich. Bis zu einer Höhe von 60 bis 90 km ist es weiterhin möglich, Luftwiderstand und Auftrieb für einen kontrollierten aerodynamischen Flug zu verwenden. Ab einer Höhe von 100-130 km verlieren die jedem Piloten bekannten Konzepte der Nummer M und der Schallmauer ihre Bedeutung: Dort verläuft die bedingte Karman-Linie, über die hinaus der Bereich des rein ballistischen Fluges beginnt, der kann nur mit reaktiven Kräften gesteuert werden.

In Höhen über 100 km wird der Atmosphäre eine weitere bemerkenswerte Eigenschaft entzogen - die Fähigkeit, Wärmeenergie durch Konvektion (d. H. Durch Mischen von Luft) zu absorbieren, zu leiten und zu übertragen. Dies bedeutet, dass verschiedene Ausrüstungselemente, Ausrüstungen der umlaufenden Raumstation, nicht von außen abkühlen können, wie dies normalerweise in einem Flugzeug der Fall ist - mit Hilfe von Luftdüsen und Luftstrahlern. In dieser Höhe, wie im Weltraum im Allgemeinen, ist die einzige Möglichkeit, Wärme zu übertragen, Wärmestrahlung.

Geschichte der Entstehung der Atmosphäre

Nach der am weitesten verbreiteten Theorie befand sich die Erdatmosphäre in der Zeit in drei verschiedene Kompositionen. Es bestand ursprünglich aus leichten Gasen (Wasserstoff und Helium), die aus dem interplanetaren Raum eingefangen wurden. Dies ist das sogenannte primäratmosphäre (vor ungefähr vier Milliarden Jahren). In der nächsten Stufe führte die aktive vulkanische Aktivität zur Sättigung der Atmosphäre mit anderen Gasen als Wasserstoff (Kohlendioxid, Ammoniak, Wasserdampf). So wurde es gebildet sekundäratmosphäre (vor ungefähr drei Milliarden Jahren). Die Atmosphäre war erholsam. Ferner wurde der Prozess der Bildung der Atmosphäre durch die folgenden Faktoren bestimmt:

• austritt von leichten Gasen (Wasserstoff und Helium) in den interplanetaren Raum;
• chemische Reaktionen in der Atmosphäre unter dem Einfluss von ultravioletter Strahlung, Blitzentladungen und einigen anderen Faktoren.

Allmählich führten diese Faktoren zur Bildung tertiäre Atmosphäre, gekennzeichnet durch einen viel niedrigeren Wasserstoffgehalt und viel höheren Stickstoff- und Kohlendioxidgehalt (gebildet als Ergebnis von chemische Reaktionen aus Ammoniak und Kohlenwasserstoffen).

Stickstoff

Die Bildung einer großen Menge Stickstoff N 2 ist auf die Oxidation der Ammoniak-Wasserstoff-Atmosphäre mit molekularem Sauerstoff O 2 zurückzuführen, die seit 3 \u200b\u200bMilliarden Jahren infolge der Photosynthese von der Oberfläche des Planeten zu fließen begann. Durch die Denitrifikation von Nitraten und anderen stickstoffhaltigen Verbindungen wird auch Stickstoff N 2 in die Atmosphäre freigesetzt. Stickstoff wird in der oberen Atmosphäre durch Ozon zu NO oxidiert.

Stickstoff N 2 reagiert nur unter bestimmten Bedingungen (z. B. während eines Blitzschlags). Die Oxidation von molekularem Stickstoff durch Ozon mit elektrischen Entladungen in geringen Mengen wird bei der industriellen Herstellung von Stickstoffdüngern eingesetzt. Oxidieren Sie es mit geringem Energieverbrauch und wandeln Sie es in biologisch um aktive Form können Cyanobakterien (Blaualgen) und Knötchenbakterien, die eine rhizobielle Symbiose mit Hülsenfrüchten bilden, die sogenannten. siderates.

Sauerstoff

Die Zusammensetzung der Atmosphäre begann sich mit dem Auftreten lebender Organismen auf der Erde infolge der Photosynthese, begleitet von der Freisetzung von Sauerstoff und der Absorption von Kohlendioxid, radikal zu ändern. Anfänglich wurde Sauerstoff für die Oxidation reduzierter Verbindungen verwendet - Ammoniak, Kohlenwasserstoffe, die in den Ozeanen enthaltene Eisenform usw. Am Ende dieser Stufe begann der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre zu wachsen. Eine moderne, oxidierende Atmosphäre hat sich allmählich entwickelt. Da dies zu ernsthaften und abrupten Veränderungen in vielen Prozessen in der Atmosphäre, Lithosphäre und Biosphäre führte, wurde dieses Ereignis als Sauerstoffkatastrophe bezeichnet.

Edelgase

Luftverschmutzung

In letzter Zeit haben Menschen begonnen, die Entwicklung der Atmosphäre zu beeinflussen. Das Ergebnis seiner Aktivitäten war ein konstanter signifikanter Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre aufgrund der Verbrennung von Kohlenwasserstoffbrennstoffen, die in früheren geologischen Epochen angesammelt wurden. Während der Photosynthese werden enorme Mengen an CO 2 verbraucht und von den Weltmeeren absorbiert. Dieses Gas tritt aufgrund der Zersetzung von Carbonat in die Atmosphäre ein felsen und organische Substanzen pflanzlichen und tierischen Ursprungs sowie aufgrund von Vulkanismus und menschlicher industrieller Aktivität. In den letzten 100 Jahren hat der Gehalt an CO 2 in der Atmosphäre um 10% zugenommen, wobei der größte Teil (360 Milliarden Tonnen) aus der Verbrennung von Kraftstoff stammt. Wenn sich die Wachstumsrate der Kraftstoffverbrennung fortsetzt, wird sich in den nächsten 200 bis 300 Jahren die Menge von СО 2 in der Atmosphäre verdoppeln und zu globalen Klimaveränderungen führen.

Die Kraftstoffverbrennung ist die Hauptquelle für Schadgase (CO, SO 2). Schwefeldioxid wird durch Luftsauerstoff in der oberen Atmosphäre zu SO 3 oxidiert, das wiederum mit Wasser und Ammoniakdämpfen in Wechselwirkung tritt, und die resultierende Schwefelsäure (Н 2 SO 4) und Ammoniumsulfat ((NH 4) 2 SO 4) kehren zu zurück die Erdoberfläche in Form der sogenannten. saurer Regen. Der Einsatz von Verbrennungsmotoren führt zu einer erheblichen Verschmutzung der Atmosphäre mit Stickoxiden, Kohlenwasserstoffen und Bleiverbindungen (Tetraethylblei Pb (CH 3 CH 2) 4).

Die Aerosolverschmutzung der Atmosphäre wird sowohl durch natürliche Ursachen verursacht (Vulkanausbrüche, Staubstürme, Verschleppung von Meerwassertröpfchen und Pollen von Pflanzen usw.) als auch wirtschaftliche Aktivitäten Mensch (Abbau von Erzen und Baustoffen, Verbrennung von Brennstoffen, Zementherstellung usw.). Die intensive großflächige Entfernung fester Partikel in die Atmosphäre ist eine der möglichen Ursachen für den Klimawandel auf dem Planeten.

siehe auch

• Jacchia (Atmosphärenmodell)

Anmerkungen

Links

Literatur

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Zusammensetzung der Erde. Luft

Luft ist ein mechanisches Gemisch verschiedener Gase, aus denen die Erdatmosphäre besteht. Luft ist für die Atmung lebender Organismen notwendig und wird in der Industrie häufig verwendet.

Die Tatsache, dass Luft nur eine Mischung und keine homogene Substanz ist, wurde in den Experimenten des schottischen Wissenschaftlers Joseph Black bewiesen. In einem von ihnen entdeckte der Wissenschaftler, dass beim Erhitzen von weißem Magnesia (Magnesiumcarbonat) "gebundene Luft", dh Kohlendioxid, freigesetzt wird und verbranntes Magnesia (Magnesiumoxid) gebildet wird. Wenn andererseits Kalkstein kalziniert wird, wird die "gebundene Luft" entfernt. Auf der Grundlage dieser Experimente gelangte der Wissenschaftler zu dem Schluss, dass der Unterschied zwischen Kohlensäure und ätzenden Laugen darin besteht, dass erstere Kohlendioxid enthalten, das einer der Bestandteile der Luft ist. Heute wissen wir, dass die Zusammensetzung der Erdluft neben Kohlendioxid Folgendes umfasst:

Das in der Tabelle angegebene Verhältnis der Gase in der Erdatmosphäre ist typisch für die unteren Schichten bis zu einer Höhe von 120 km. In diesen Gebieten liegt ein gut gemischter, homogener Zusammensetzungsbereich, der Homosphäre genannt wird. Über der Homosphäre liegt die Heterosphäre, die durch die Zersetzung von Gasmolekülen in Atome und Ionen gekennzeichnet ist. Die Regionen sind durch eine Turbopause voneinander getrennt.

Eine chemische Reaktion, bei der sich Moleküle unter dem Einfluss von Sonnen- und kosmischer Strahlung in Atome zersetzen, wird als Photodissoziation bezeichnet. Wenn molekularer Sauerstoff zerfällt, entsteht atomarer Sauerstoff, der in Höhen über 200 km das Hauptgas in der Atmosphäre ist. In Höhen von 1200 km überwiegen Wasserstoff und Helium, die leichtesten Gase.

Da der größte Teil der Luft in den drei unteren atmosphärischen Schichten konzentriert ist, wirken sich Änderungen der Luftzusammensetzung in Höhen über 100 km nicht merklich auf die Gesamtzusammensetzung der Atmosphäre aus.

Stickstoff ist das am häufigsten vorkommende Gas und macht mehr als drei Viertel des Luftvolumens der Erde aus. Moderner Stickstoff wurde während der Oxidation der frühen Ammoniak-Wasserstoff-Atmosphäre mit molekularem Sauerstoff gebildet, der während der Photosynthese gebildet wird. Gegenwärtig gelangt durch Denitrifikation eine geringe Menge Stickstoff in die Atmosphäre - der Prozess der Reduktion von Nitraten zu Nitriten, gefolgt von der Bildung von gasförmigen Oxiden und molekularem Stickstoff, der von anaeroben Prokaryoten erzeugt wird. Ein Teil des Stickstoffs wird bei Vulkanausbrüchen in die Atmosphäre freigesetzt.

In der oberen Atmosphäre wird molekularer Stickstoff zu Stickstoffmonoxid oxidiert, wenn er unter Beteiligung von Ozon elektrischen Entladungen ausgesetzt wird:

N 2 + O 2 → 2NO

Unter normalen Bedingungen reagiert Monoxid sofort mit Sauerstoff unter Bildung von Lachgas:

2NO + O 2 → 2N 2 O.

Stickstoff ist das wichtigste chemische Element in der Erdatmosphäre. Stickstoff ist ein Teil von Proteinen und versorgt Pflanzen mit Mineralien. Es bestimmt die Geschwindigkeit biochemischer Reaktionen, spielt die Rolle eines Sauerstoffverdünnungsmittels.

Das zweithäufigste Gas in der Erdatmosphäre ist Sauerstoff. Die Bildung dieses Gases ist mit der photosynthetischen Aktivität von Pflanzen und Bakterien verbunden. Und je vielfältiger und zahlreicher photosynthetische Organismen wurden, desto bedeutender wurde der Prozess des Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre. Während der Entgasung des Mantels wird eine kleine Menge schweren Sauerstoffs freigesetzt.

In den oberen Schichten der Troposphäre und Stratosphäre wird Ozon unter dem Einfluss ultravioletter Sonnenstrahlung gebildet (wir bezeichnen es als hν):

O 2 + hν → 2O

Durch die Einwirkung derselben ultravioletten Strahlung zersetzt sich Ozon:

О 3 + hν → О 2 + О

О 3 + O → 2О 2

Infolge der ersten Reaktion wird durch den zweiten molekularen Sauerstoff atomarer Sauerstoff gebildet. Alle vier Reaktionen werden nach dem britischen Wissenschaftler Sidney Chapman, der sie 1930 entdeckte, als "Chapman-Mechanismus" bezeichnet.

Sauerstoff wird zur Atmung lebender Organismen verwendet. Mit seiner Hilfe finden Oxidations- und Verbrennungsprozesse statt.

Ozon dient zum Schutz lebender Organismen vor ultravioletter Strahlung, die irreversible Mutationen verursacht. Die höchste Ozonkonzentration wird in der unteren Stratosphäre innerhalb der sogenannten beobachtet. die Ozonschicht oder das Ozonsieb, die auf einer Höhe von 22-25 km liegt. Der Ozongehalt ist gering: Bei normalem Druck würde das gesamte Ozon in der Erdatmosphäre eine nur 2,91 mm dicke Schicht einnehmen.

Die Bildung des dritthäufigsten Gases in der Atmosphäre, Argon sowie Neon, Helium, Krypton und Xenon, ist mit Vulkanausbrüchen und dem Zerfall radioaktiver Elemente verbunden.

Insbesondere ist Helium ein Produkt des radioaktiven Zerfalls von Uran, Thorium und Radium: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (bei diesen Reaktionen ist das α- Teilchen ist der Heliumkern, der beim Energieverlust Elektronen einfängt und zu 4 He) wird.

Beim Zerfall des radioaktiven Kaliumisotops entsteht Argon: 40 K → 40 Ar + γ.

Neon entkommt magmatischen Gesteinen.

Krypton wird als endgültiges Zerfallsprodukt von Uran (235 U und 238 U) und Thorium Th gebildet.

Der größte Teil des atmosphärischen Kryptons wurde in den frühen Stadien der Erdentwicklung als Ergebnis des Zerfalls transuranischer Elemente mit einer phänomenal kurzen Halbwertszeit gebildet oder stammte aus dem Weltraum, dessen Kryptongehalt zehn Millionen Mal höher ist als auf der Erde.

Xenon ist das Ergebnis der Uranspaltung, aber der größte Teil dieses Gases stammt aus den frühen Stadien der Erdbildung, aus der Primäratmosphäre.

Kohlendioxid gelangt infolge von Vulkanausbrüchen und bei der Zersetzung organischer Stoffe in die Atmosphäre. Sein Gehalt in der Atmosphäre der mittleren Breiten der Erde variiert stark je nach Jahreszeit: Im Winter nimmt die Menge an CO 2 zu und im Sommer ab. Diese Fluktuation ist mit der Aktivität von Pflanzen verbunden, die bei der Photosynthese Kohlendioxid verwenden.

Wasserstoff entsteht durch die Zersetzung von Wasser durch Sonneneinstrahlung. Da es jedoch das leichteste der Gase ist, aus denen die Atmosphäre besteht, verdampft es ständig in den Weltraum, und daher ist sein Gehalt in der Atmosphäre sehr gering.

Wasserdampf ist das Ergebnis der Verdunstung von Wasser von der Oberfläche von Seen, Flüssen, Meeren und Land.

Die Konzentration der Hauptgase in der unteren Atmosphäre ist mit Ausnahme von Wasserdampf und Kohlendioxid konstant. Die Atmosphäre enthält geringe Mengen Schwefeloxid SO 2, Ammoniak NH 3, Kohlenmonoxid CO, Ozon O 3, Chlorwasserstoff HCl, Fluorwasserstoff HF, Stickstoffmonoxid NO, Kohlenwasserstoffe, Quecksilberdampf Hg, Jod I 2 und viele andere. In der unteren atmosphärischen Schicht der Troposphäre befindet sich immer eine große Menge suspendierter fester und flüssiger Partikel.

Partikelquellen in der Erdatmosphäre sind Vulkanausbrüche, Pollen von Pflanzen, Mikroorganismen und in jüngerer Zeit menschliche Aktivitäten, beispielsweise die Verbrennung fossiler Brennstoffe während der Produktion. Die kleinsten Staubpartikel, die die Kondensationskerne bilden, verursachen die Bildung von Nebel und Wolken. Ohne feste Partikel, die ständig in der Atmosphäre vorhanden sind, würde kein Niederschlag auf die Erde fallen.

Die Atmosphäre (aus dem Griechischen ατμός - "Dampf" und σφαῖρα - "Kugel") ist die gasförmige Hülle eines Himmelskörpers, der von der Schwerkraft um ihn herum gehalten wird. Die Atmosphäre ist die gasförmige Hülle des Planeten, die aus einer Mischung verschiedener Gase, Wasserdampf und Staub besteht. Der Austausch von Materie zwischen der Erde und dem Kosmos findet durch die Atmosphäre statt. Die Erde erhält kosmischen Staub und Meteoritenmaterial, verliert die leichtesten Gase: Wasserstoff und Helium. Die Erdatmosphäre wird durch und durch von der starken Sonnenstrahlung durchdrungen, die das thermische Regime der Planetenoberfläche bestimmt und die Dissoziation atmosphärischer Gasmoleküle und die Ionisierung von Atomen verursacht.

Die Erdatmosphäre enthält Sauerstoff, der von den meisten lebenden Organismen zur Atmung verwendet wird, und Kohlendioxid, das von Pflanzen, Algen und Cyanobakterien während der Photosynthese verbraucht wird. Die Atmosphäre ist auch eine Schutzschicht des Planeten, die seine Bewohner vor ultravioletter Sonnenstrahlung schützt.

Alle massiven Körper - Erdplaneten, Gasriesen - haben eine Atmosphäre.

Zusammensetzung der Atmosphäre

Die Atmosphäre ist eine Mischung von Gasen, bestehend aus Stickstoff (78,08%), Sauerstoff (20,95%), Kohlendioxid (0,03%), Argon (0,93%), einer kleinen Menge Helium, Neon, Xenon, Krypton (0,01%). 0,038% Kohlendioxid und geringe Mengen an Wasserstoff, Helium und anderen Edelgasen und Schadstoffen.

Die moderne Zusammensetzung der Erdluft wurde vor mehr als hundert Millionen Jahren festgelegt, aber die stark erhöhte menschliche Produktionstätigkeit führte immer noch zu ihrer Veränderung. Gegenwärtig wird eine Erhöhung des CO 2 -Gehalts um etwa 10-12% festgestellt. Die in die Atmosphäre eintretenden Gase haben unterschiedliche funktionelle Rollen. Die Hauptbedeutung dieser Gase wird jedoch in erster Linie dadurch bestimmt, dass sie Strahlungsenergie sehr stark absorbieren und somit einen signifikanten Einfluss auf das Temperaturregime der Erdoberfläche und -atmosphäre haben.

Die anfängliche Zusammensetzung der Planetenatmosphäre hängt normalerweise von den chemischen und Temperatureigenschaften der Sonne während der Bildung der Planeten und der anschließenden Freisetzung externer Gase ab. Dann entwickelt sich die Zusammensetzung der Gashülle unter dem Einfluss verschiedener Faktoren.

Die Atmosphäre von Venus und Mars besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid mit geringen Zusätzen von Stickstoff, Argon, Sauerstoff und anderen Gasen. Die Erdatmosphäre ist weitgehend ein Produkt der darin lebenden Organismen. Niedertemperatur-Gasriesen - Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun - können hauptsächlich Gase mit niedrigem Molekulargewicht enthalten - Wasserstoff und Helium. Hochtemperatur-Gasriesen wie Osiris oder 51 Pegasi b hingegen können es nicht halten und die Moleküle ihrer Atmosphäre sind im Weltraum verstreut. Dieser Prozess ist langsam und konstant.

Stickstoff, Das am weitesten verbreitete Gas in der Atmosphäre ist chemisch nicht aktiv.

SauerstoffIm Gegensatz zu Stickstoff ist es ein sehr aktives chemisches Element. Die spezifische Funktion von Sauerstoff ist die Oxidation organischer Stoffe heterotropher Organismen, Gesteine \u200b\u200bund unteroxidierter Gase, die von Vulkanen in die Atmosphäre abgegeben werden. Ohne Sauerstoff würde es keine Zersetzung toter organischer Stoffe geben.

Atmosphärenstruktur

Die Struktur der Atmosphäre besteht aus zwei Teilen: der inneren Troposphäre, der Stratosphäre, der Mesosphäre und der Thermosphäre oder der Ionosphäre und der äußeren, der Magnetosphäre (Exosphäre).

1) Troposphäre - Dies ist der untere Teil der Atmosphäre, in dem 3 \\ 4 konzentriert ist, d.h. ~ 80% der gesamten Erdatmosphäre. Seine Höhe wird durch die Intensität vertikaler (aufsteigender oder absteigender) Luftströmungen bestimmt, die durch Erwärmung der Erdoberfläche und des Ozeans verursacht werden. Die Dicke der Troposphäre am Äquator beträgt also 16 bis 18 km bei gemäßigten Breiten von 10 bis 11 km. und an den Polen - bis zu 8 km. Die Lufttemperatur in der Troposphäre in der Höhe nimmt alle 100 m um 0,6 ° C ab und liegt zwischen +40 und - 50 ° C.

2) Stratosphäre befindet sich oberhalb der Troposphäre und hat eine Höhe von bis zu 50 km von der Oberfläche des Planeten. Die Temperatur in Höhen bis zu 30 km ist konstant -50 ° C. Dann beginnt es zu steigen und erreicht in einer Höhe von 50 km + 10ºС.

Die obere Grenze der Biosphäre ist der Ozonsieb.

Der Ozonsieb ist eine Schicht der Atmosphäre in der Stratosphäre, die sich in unterschiedlichen Höhen von der Erdoberfläche befindet und eine maximale Ozondichte in einer Höhe von 20 bis 26 km aufweist.

Die Höhe der Ozonschicht an den Polen wird auf 7 bis 8 km, am Äquator auf 17 bis 18 km geschätzt, und die maximale Höhe des Vorhandenseins von Ozon beträgt 45 bis 50 km. Über dem Ozonschirm ist aufgrund der starken ultravioletten Strahlung der Sonne kein Leben möglich. Wenn Sie alle Ozonmoleküle komprimieren, erhalten Sie eine Schicht von ~ 3 mm um den Planeten.

3) Mesosphäre - Die obere Grenze dieser Schicht liegt bis zu 80 km. Sein Hauptmerkmal ist ein starker Temperaturabfall von -90 ° C nahe seiner oberen Grenze. Hier werden nachtleuchtende Wolken aufgezeichnet, die aus Eiskristallen bestehen.

4) Ionosphäre (Thermosphäre) - liegt bis zu einer Höhe von 800 km und zeichnet sich durch einen deutlichen Temperaturanstieg aus:

150 km Temperatur + 240 ° C,

200 km Temperatur + 500 ° C,

600 km Temperatur + 1500 ° C.

Unter dem Einfluss der ultravioletten Strahlung der Sonne befinden sich Gase in einem ionisierten Zustand. Das Leuchten von Gasen und das Auftreten von Auroren sind mit Ionisation verbunden.

Die Ionosphäre hat die Fähigkeit, Radiowellen wiederholt zu reflektieren, was eine Funkkommunikation über große Entfernungen auf dem Planeten ermöglicht.

5) Exosphäre - liegt oberhalb von 800 km und erstreckt sich bis zu 3000 km. Hier beträgt die Temperatur\u003e 2000 ° C. Die Gasgeschwindigkeit nähert sich den kritischen ~ 11,2 km / s. Es dominieren Wasserstoff- und Heliumatome, die eine leuchtende Korona um die Erde bilden und sich bis zu einer Höhe von 20.000 km erstrecken.

Atmosphärenfunktionen

1) Thermoregulieren - Das Wetter und das Klima auf der Erde hängen von der Verteilung von Wärme und Druck ab.

2) Lebenserhaltung.

3) In der Troposphäre gibt es eine globale vertikale und horizontale Bewegung der Luftmassen, die den Wasserkreislauf und den Wärmeaustausch bestimmt.

4) Fast alle Oberflächen sind aufgrund der Wechselwirkung von Atmosphäre, Lithosphäre und Hydrosphäre geologische Prozesse.

5) Schutz - Die Atmosphäre schützt die Erde vor Weltraum, Sonneneinstrahlung und Meteoritenstaub.

Funktionen der Atmosphäre... Ohne eine Atmosphäre wäre ein Leben auf der Erde unmöglich. Eine Person verbraucht täglich 12-15 kg. Luft, die jede Minute zwischen 5 und 100 Litern einatmet, was den durchschnittlichen täglichen Bedarf an Nahrung und Wasser deutlich übersteigt. Darüber hinaus schützt die Atmosphäre einen Menschen zuverlässig vor den Gefahren, die ihn aus dem Weltraum bedrohen: Sie lässt keine Meteoriten und kosmische Strahlung durch. Eine Person kann fünf Wochen ohne Nahrung, fünf Tage ohne Wasser und fünf Minuten ohne Luft leben. Normale menschliche Aktivitäten erfordern nicht nur Luft, sondern auch ihre gewisse Reinheit. Die Gesundheit der Menschen, der Zustand der Flora und Fauna, die Festigkeit und Haltbarkeit der Strukturen von Gebäuden und Strukturen hängen von der Luftqualität ab. Verschmutzte Luft ist zerstörerisch für Wasser, Land, Meer und Boden. Die Atmosphäre bestimmt das Licht und reguliert die thermischen Bedingungen der Erde, trägt zur Umverteilung der Wärme auf dem Globus bei. Die gasförmige Hülle schützt die Erde vor übermäßiger Abkühlung und Erwärmung. Wenn unser Planet nicht von einer Luftschale umgeben wäre, würde die Amplitude der Temperaturschwankungen innerhalb eines Tages 200 ° C erreichen. Die Atmosphäre rettet alles, was auf der Erde lebt, vor zerstörerischen Ultraviolett-, Röntgen- und kosmischen Strahlen. Die Atmosphäre ist für die Lichtverteilung von großer Bedeutung. Seine Luft zerlegt die Sonnenstrahlen in eine Million kleiner Strahlen, streut sie und erzeugt eine gleichmäßige Beleuchtung. Die Atmosphäre dient als Kanal für Geräusche.

Luft ist natürliche Mischung verschiedene Gase. Vor allem enthält es Elemente wie Stickstoff (ca. 77%) und Sauerstoff, weniger als 2% sind Argon, Kohlendioxid und andere Inertgase.

Sauerstoff oder O2 ist das zweite Element des Periodensystems und die wichtigste Komponente, ohne die Leben auf dem Planeten kaum existieren würde. Es nimmt an verschiedenen Prozessen teil, von dem die Lebensaktivität aller Lebewesen abhängt.

In Kontakt mit

Luftzusammensetzung

O2 führt die Funktion aus oxidative Prozesse im menschlichen KörperDamit können Sie Energie für ein normales Leben freisetzen. In Ruhe benötigt der menschliche Körper etwa 350 Milliliter SauerstoffBei starker körperlicher Anstrengung steigt dieser Wert drei- bis viermal an.

Wie viel Prozent Sauerstoff enthalten die Luft, die wir atmen? Die Norm ist 20,95% ... Ausgeatmete Luft enthält weniger O2 - 15,5-16%... Die ausgeatmete Luft enthält auch Kohlendioxid, Stickstoff und andere Substanzen. Eine nachfolgende Abnahme des Sauerstoffanteils führt zu Fehlfunktionen und einem kritischen Wert von 7-8% tödliches Ergebnis.

Aus der Tabelle können Sie zum Beispiel ersehen, dass die ausgeatmete Luft viel Stickstoff und zusätzliche Elemente enthält, aber O2 nur 16,3%... Der Sauerstoffgehalt der eingeatmeten Luft beträgt ca. 20,95%.

Es ist wichtig zu verstehen, was ein Element wie Sauerstoff ausmacht. O2 - das häufigste auf der Erde chemisches Element Das ist farblos, geruchlos und geschmacklos. Es erfüllt die wichtigste Oxidationsfunktion in der.

Ohne das achte Element des Periodensystems du kannst kein Feuer bekommen... Trockener Sauerstoff ermöglicht es, die elektrischen und schützenden Eigenschaften der Filme zu verbessern und ihre Raumladung zu reduzieren.

Dieses Element ist in folgenden Verbindungen enthalten:

1. Silikate - sie enthalten ca. 48% O2.
2. (Meer und frisch) - 89%.
3. Luft - 21%.
4. Andere Verbindungen in der Erdkruste.

Die Luft enthält nicht nur gasförmige Substanzen, sondern auch dämpfe und Aerosolesowie verschiedene Verunreinigungen. Es kann Staub, Schmutz und andere kleine Trümmer sein. Es beinhaltet keimedas kann verschiedene Krankheiten verursachen. Influenza, Masern, Keuchhusten, Allergene und andere Krankheiten sind nur eine kleine Liste der negativen Folgen, die auftreten, wenn sich die Luftqualität verschlechtert und der Gehalt an pathogenen Bakterien steigt.

Der Luftanteil ist die Menge aller Elemente, aus denen sich die Zusammensetzung zusammensetzt. Es ist bequemer, in einem Diagramm klar darzustellen, woraus Luft besteht und wie viel Prozent Sauerstoff in der Luft vorhanden sind.

Das Diagramm zeigt, welches Gas mehr in der Luft ist. Die darauf angegebenen Werte unterscheiden sich geringfügig für eingeatmete und ausgeatmete Luft.

Diagramm - Luftverhältnis.

Es gibt verschiedene Quellen, aus denen Sauerstoff gebildet wird:

1. Pflanzen. Aus dem Schulkurs in Biologie ist auch bekannt, dass Pflanzen Sauerstoff freisetzen, wenn sie Kohlendioxid absorbieren.
2. Photochemische Zersetzung von Wasserdampf. Der Prozess wird unter dem Einfluss der Sonnenstrahlung in der oberen Atmosphäre beobachtet.
3. Mischen von Luftströmen in den unteren atmosphärischen Schichten.

Funktionen von Sauerstoff in der Atmosphäre und für den Körper

Für eine Person die sogenannte partialdruck, das durch das Gas erzeugt werden könnte, wenn es das gesamte belegte Volumen des Gemisches einnimmt. Der normale Partialdruck bei 0 Metern über dem Meeresspiegel beträgt 160 Millimeter Quecksilber... Eine Erhöhung der Höhe führt zu einer Verringerung des Partialdrucks. Dieser Indikator ist wichtig, da die Sauerstoffversorgung aller wichtigen Organe und c. Davon abhängt.

Sauerstoff wird oft verwendet zur Behandlung verschiedener Krankheiten... Sauerstoffflaschen und Inhalatoren helfen den menschlichen Organen, bei Sauerstoffmangel normal zu funktionieren.

Wichtig! Viele Faktoren beeinflussen die Zusammensetzung der Luft, dementsprechend kann der Prozentsatz an Sauerstoff variieren. Die negative Umweltsituation führt zu einer Verschlechterung der Luftqualität. In Großstädten und großen städtischen Siedlungen ist der Anteil von Kohlendioxid (CO2) höher als in kleinen Siedlungen oder in Wald- und Schutzgebieten. Die Höhe hat auch einen großen Effekt - der Sauerstoffanteil in den Bergen wird geringer sein. Betrachten Sie das folgende Beispiel: Auf dem Mount Everest, der eine Höhe von 8,8 km erreicht, ist die Sauerstoffkonzentration in der Luft dreimal niedriger als im Tiefland. Für einen sicheren Aufenthalt auf hohen Berggipfeln sind Sauerstoffmasken erforderlich.

Die Zusammensetzung der Luft hat sich im Laufe der Jahre geändert. Evolutionsprozesse, Naturkatastrophen haben daher zu Veränderungen geführt verringerter Sauerstoffanteilnotwendig für das normale Funktionieren von Bioorganismen. Es können mehrere historische Stadien betrachtet werden:

1. Prähistorische Ära. Zu diesem Zeitpunkt war die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre etwa 36%.
2. Vor 150 Jahren O2 besetzte 26% aus der Gesamtluftzusammensetzung.
3. Gegenwärtig beträgt die Sauerstoffkonzentration in der Luft knapp 21%.

Die spätere Entwicklung der umgebenden Welt kann zu weiteren Veränderungen in der Zusammensetzung der Luft führen. In naher Zukunft ist es unwahrscheinlich, dass die O2-Konzentration unter 14% liegt, da dies dazu führen wird störung des Körpers.

Wozu führt Sauerstoffmangel?

Eine geringe Aufnahme wird am häufigsten bei stickigen Transporten, schlecht belüfteten Räumen oder in großer Höhe beobachtet . Ein verminderter Sauerstoffgehalt in der Luft kann dazu führen negative Wirkung auf den Körper... Erschöpfung der Mechanismen tritt auf, das Nervensystem ist am stärksten beeinflusst. Es gibt mehrere Gründe, warum der Körper an Hypoxie leidet:

1. Blutmangel. Namens für Kohlenmonoxidvergiftung... Diese Situation senkt den Sauerstoffgehalt des Blutes. Dies ist gefährlich, da das Blut keine Sauerstoff mehr an das Hämoglobin abgibt.
2. Kreislaufmangel. Es ist möglich mit Diabetes, Herzinsuffizienz... In einer solchen Situation verschlechtert sich der Bluttransport oder wird unmöglich.
3. Histotoxische Faktoren, die den Körper beeinflussen, können zu einem Verlust der Sauerstoffaufnahmefähigkeit führen. Steht auf im Falle einer Vergiftung mit Giften oder aufgrund starker Exposition.

Aus einer Reihe von Symptomen kann verstanden werden, dass der Körper O2 benötigt. In erster Linie atemfrequenz steigt... Die Herzfrequenz steigt ebenfalls an. Diese Schutzfunktionen dienen dazu, die Lunge mit Sauerstoff zu versorgen und sie mit Blut und Gewebe zu versorgen.

Sauerstoffmangel verursacht kopfschmerzen, erhöhte SchläfrigkeitVerschlechterung der Konzentration. Einzelfälle sind nicht so beängstigend, sie sind recht einfach zu korrigieren. Um das Atemversagen zu normalisieren, verschreibt der Arzt Bronchodilatatoren und andere Medikamente. Wenn Hypoxie schwere Formen annimmt, wie z verlust der menschlichen Koordination oder sogar des Komasdann wird die Behandlung komplizierter.

Wenn Symptome einer Hypoxie festgestellt werden, ist dies wichtig sofort einen Arzt aufsuchen und nicht zur Selbstmedikation, da der Gebrauch eines bestimmten Arzneimittels von den Ursachen der Verletzung abhängt. In milden Fällen hilft es Sauerstoffmaskenbehandlung Bei Kissen erfordert die Bluthypoxie eine Bluttransfusion, und die Korrektur kreisförmiger Ursachen ist nur bei Operationen am Herzen oder an den Blutgefäßen möglich.

Eine unglaubliche Reise von Sauerstoff durch unseren Körper

Fazit

Sauerstoff ist das Wichtigste luftkomponente, ohne die die Umsetzung vieler Prozesse auf der Erde unmöglich ist. Die Luftzusammensetzung hat sich im Laufe von Zehntausenden von Jahren aufgrund von Evolutionsprozessen verändert, aber derzeit hat die Sauerstoffmenge in der Atmosphäre den Wert erreicht bei 21%... Die Qualität der Luft, die eine Person atmet beeinflusst seine Gesundheit, Daher ist es notwendig, es im Raum sauber zu halten und zu versuchen, die Umweltverschmutzung zu reduzieren.

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Untertitel

Grenze der Atmosphäre

Die Atmosphäre wird als der Bereich um die Erde betrachtet, in dem sich das gasförmige Medium zusammen mit der Erde als Ganzes dreht. Die Atmosphäre gelangt allmählich in den interplanetaren Raum in der Exosphäre, beginnend in einer Höhe von 500 bis 1000 km von der Erdoberfläche.

Gemäß der von der International Aeronautical Federation vorgeschlagenen Definition wird die Grenze zwischen Atmosphäre und Weltraum entlang der Karman-Linie in einer Höhe von etwa 100 km gezogen, oberhalb derer Flugflüge völlig unmöglich werden. Die NASA verwendet 122 Kilometer als Grenze der Atmosphäre, wo die Shuttles vom motorgetriebenen Manövrieren zum aerodynamischen Manövrieren wechseln.

Physikalische Eigenschaften

Zusätzlich zu den in der Tabelle angegebenen Gasen enthält die Atmosphäre Cl 2 (\\ displaystyle (\\ ce (Cl2))) , SO 2 (\\ displaystyle (\\ ce (SO2))) , NH 3 (\\ displaystyle (\\ ce (NH3))) , CO (\\ displaystyle ((\\ ce (CO)))) , O 3 (\\ displaystyle ((\\ ce (O3)))) , NO 2 (\\ displaystyle (\\ ce (NO2))) Kohlenwasserstoffe, HCl (\\ displaystyle (\\ ce (HCl))) , HF (\\ displaystyle (\\ ce (HF))) , HBr (\\ displaystyle (\\ ce (HBr))) , HI (\\ displaystyle ((\\ ce (HI)))) , Paare Hg (\\ displaystyle (\\ ce (Hg))) , I 2 (\\ displaystyle (\\ ce (I2))) , Br 2 (\\ displaystyle (\\ ce (Br2))) sowie viele andere Gase in kleinen Mengen. In der Troposphäre befindet sich ständig eine große Anzahl suspendierter fester und flüssiger Partikel (Aerosol). Das seltenste Gas in der Erdatmosphäre ist Rn (\\ displaystyle (\\ ce (Rn))) .

Die Struktur der Atmosphäre

Grenzschicht der Atmosphäre

Die untere troposphärische Schicht (1-2 km dick), in der der Zustand und die Eigenschaften der Erdoberfläche die Dynamik der Atmosphäre direkt beeinflussen.

Troposphäre

Seine obere Grenze liegt auf einer Höhe von 8-10 km in polaren, 10-12 km in gemäßigten und 16-18 km in tropischen Breiten; im Winter niedriger als im Sommer.
Die untere Hauptschicht der Atmosphäre enthält mehr als 80% der gesamten Luftmasse und etwa 90% des gesamten Wasserdampfs in der Atmosphäre. Turbulenzen und Konvektionen sind in der Troposphäre hoch entwickelt, Wolken erscheinen, Zyklone und Antizyklone entwickeln sich. Die Temperatur nimmt mit zunehmender Höhe mit einem durchschnittlichen vertikalen Gefälle von 0,65 ° / 100 m ab.

Tropopause

Die Übergangsschicht von der Troposphäre zur Stratosphäre, die Schicht der Atmosphäre, in der die Temperatur mit der Höhe abnimmt, hört auf.

Stratosphäre

Die Schicht der Atmosphäre befindet sich auf einer Höhe von 11 bis 50 km. Eine leichte Temperaturänderung in der Schicht von 11-25 km (die untere Schicht der Stratosphäre) und ihre Zunahme in der Schicht von 25-40 km von minus 56,5 auf plus 0,8 ° C (die obere Schicht der Stratosphäre oder der Inversionsbereich) ) sind charakteristisch. Nachdem in einer Höhe von ca. 40 km ein Wert von ca. 273 K (fast 0 ° C) erreicht wurde, bleibt die Temperatur bis zu einer Höhe von ca. 55 km konstant. Dieser Bereich konstanter Temperatur wird als Stratopause bezeichnet und ist die Grenze zwischen Stratosphäre und Mesosphäre.

Stratopause

Die Grenzschicht der Atmosphäre zwischen Stratosphäre und Mesosphäre. Die vertikale Temperaturverteilung hat ein Maximum (ca. 0 ° C).

Mesosphäre

Thermosphäre

Die Obergrenze liegt bei ca. 800 km. Die Temperatur steigt auf Höhen von 200 bis 300 km an, wo sie Werte in der Größenordnung von 1500 K erreicht, wonach sie bis in große Höhen nahezu konstant bleibt. Unter dem Einfluss von Sonnenstrahlung und kosmischer Strahlung wird die Luft ionisiert ("Polarlichter") - die Hauptbereiche der Ionosphäre liegen innerhalb der Thermosphäre. In Höhen über 300 km überwiegt atomarer Sauerstoff. Die Obergrenze der Thermosphäre wird weitgehend durch die aktuelle Aktivität der Sonne bestimmt. In Zeiten geringer Aktivität - beispielsweise in den Jahren 2008-2009 - nimmt die Größe dieser Schicht spürbar ab.

Thermopause

Der Bereich der Atmosphäre neben der Oberseite der Thermosphäre. In diesem Bereich ist die Absorption von Sonnenstrahlung vernachlässigbar und die Temperatur ändert sich nicht tatsächlich mit der Höhe.

Exosphäre (Kugel der Dispersion)

Bis zu einer Höhe von 100 km ist die Atmosphäre ein homogenes, gut gemischtes Gasgemisch. In höheren Schichten hängt die Verteilung der Gase entlang der Höhe von ihren Molekularmassen ab, wobei die Konzentration schwererer Gase mit der Entfernung von der Erdoberfläche schneller abnimmt. Aufgrund einer Abnahme der Gasdichte sinkt die Temperatur von 0 ° C in der Stratosphäre auf minus 110 ° C in der Mesosphäre. Die kinetische Energie einzelner Partikel in Höhen von 200-250 km entspricht jedoch einer Temperatur von ~ 150 ° C. Oberhalb von 200 km werden zeitliche und räumliche Schwankungen der Temperatur und Dichte von Gasen beobachtet.

In einer Höhe von etwa 2000-3500 km verwandelt sich die Exosphäre allmählich in die sogenannte raumnahes Vakuum, das mit seltenen Teilchen interplanetaren Gases gefüllt ist, hauptsächlich Wasserstoffatomen. Dieses Gas ist jedoch nur ein Bruchteil der interplanetaren Materie. Der andere Teil besteht aus staubartigen Partikeln kometären und meteorischen Ursprungs. Neben extrem verdünnten staubartigen Partikeln dringt elektromagnetische und korpuskuläre Strahlung solaren und galaktischen Ursprungs in diesen Raum ein.

Überblick

Die Troposphäre macht etwa 80% der atmosphärischen Masse aus, die Stratosphäre etwa 20%; Die Masse der Mesosphäre beträgt nicht mehr als 0,3%, die Thermosphäre weniger als 0,05% der Gesamtmasse der Atmosphäre.

Basierend auf den elektrischen Eigenschaften in der Atmosphäre, neutrosphäre und ionosphäre .

Abhängig von der Zusammensetzung des Gases in der Atmosphäre, homosphäre und heterosphäre. Heterosphäre - Dies ist der Bereich, in dem die Schwerkraft die Trennung von Gasen beeinflusst, da deren Vermischung in dieser Höhe vernachlässigbar ist. Daher die variable Zusammensetzung der Heterosphäre. Darunter liegt ein gut gemischter Teil der Atmosphäre, der homogen zusammengesetzt ist und als Homosphäre bezeichnet wird. Die Grenze zwischen diesen Schichten wird als Turbopause bezeichnet und liegt auf einer Höhe von etwa 120 km.

Andere Eigenschaften der Atmosphäre und Auswirkungen auf den menschlichen Körper

Bereits in einer Höhe von 5 km über dem Meeresspiegel entwickelt eine ungeschulte Person Sauerstoffmangel und ohne Anpassung wird die Arbeitsfähigkeit der Person erheblich reduziert. Hier endet die physiologische Zone der Atmosphäre. In einer Höhe von 9 km wird das Atmen des Menschen unmöglich, obwohl die Atmosphäre bis zu 115 km Sauerstoff enthält.

Die Atmosphäre versorgt uns mit dem Sauerstoff, den wir zum Atmen brauchen. Aufgrund des Abfalls des Gesamtdrucks der Atmosphäre mit zunehmender Höhe nimmt jedoch auch der Sauerstoffpartialdruck entsprechend ab.

Geschichte der Entstehung der Atmosphäre

Nach der am weitesten verbreiteten Theorie war die Erdatmosphäre in der Geschichte der letzteren in drei verschiedenen Zusammensetzungen. Es bestand ursprünglich aus leichten Gasen (Wasserstoff und Helium), die aus dem interplanetaren Raum eingefangen wurden. Dies ist das sogenannte primäratmosphäre... In der nächsten Stufe führte die aktive vulkanische Aktivität zur Sättigung der Atmosphäre mit anderen Gasen als Wasserstoff (Kohlendioxid, Ammoniak, Wasserdampf). So wurde es gebildet sekundäratmosphäre... Die Atmosphäre war erholsam. Ferner wurde der Prozess der Bildung der Atmosphäre durch die folgenden Faktoren bestimmt:

• austritt von leichten Gasen (Wasserstoff und Helium) in den interplanetaren Raum;
• chemische Reaktionen in der Atmosphäre unter dem Einfluss von ultravioletter Strahlung, Blitzentladungen und einigen anderen Faktoren.

Allmählich führten diese Faktoren zur Bildung tertiäre Atmosphäre, gekennzeichnet durch einen viel niedrigeren Wasserstoffgehalt und einen viel höheren Stickstoff- und Kohlendioxidgehalt (gebildet durch chemische Reaktionen aus Ammoniak und Kohlenwasserstoffen).

Stickstoff

Die Bildung einer großen Menge Stickstoff ist auf die Oxidation der Ammoniak-Wasserstoff-Atmosphäre mit molekularem Sauerstoff zurückzuführen O 2 (\\ displaystyle (\\ ce (O2))), die infolge der Photosynthese vor 3 Milliarden Jahren von der Oberfläche des Planeten kam. Auch Stickstoff N 2 (\\ displaystyle (\\ ce (N2))) durch Denitrifikation von Nitraten und anderen stickstoffhaltigen Verbindungen in die Atmosphäre freigesetzt. Stickstoff wird durch Ozon zu oxidiert NEIN (\\ displaystyle ((\\ ce (NO)))) in der oberen Atmosphäre.

Stickstoff N 2 (\\ displaystyle (\\ ce (N2))) reagiert nur unter bestimmten Bedingungen (z. B. während einer Blitzentladung). Die Oxidation von molekularem Stickstoff durch Ozon mit elektrischen Entladungen in geringen Mengen wird bei der industriellen Herstellung von Stickstoffdüngern eingesetzt. Es kann mit geringem Energieverbrauch oxidiert und durch Cyanobakterien (Blaualgen) und Knötchenbakterien, die eine rhizobielle Symbiose mit Hülsenfrüchten bilden, in eine biologisch aktive Form umgewandelt werden. Dies können wirksame Gründüngungspflanzen sein, die den Boden nicht erschöpfen, sondern mit ihm anreichern natürliche Düngemittel.

Sauerstoff

Die Zusammensetzung der Atmosphäre begann sich mit dem Auftreten lebender Organismen auf der Erde infolge der Photosynthese, begleitet von der Freisetzung von Sauerstoff und der Absorption von Kohlendioxid, radikal zu ändern. Anfänglich wurde Sauerstoff für die Oxidation reduzierter Verbindungen verwendet - Ammoniak, Kohlenwasserstoffe, die in den Ozeanen enthaltene Eisenform von Eisen und andere. Am Ende dieser Phase begann der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre zu wachsen. Eine moderne, oxidierende Atmosphäre hat sich allmählich entwickelt. Da dies zu ernsthaften und abrupten Veränderungen in vielen Prozessen in der Atmosphäre, Lithosphäre und Biosphäre führte, wurde dieses Ereignis als Sauerstoffkatastrophe bezeichnet.

Edelgase

Luftverschmutzung

In letzter Zeit haben Menschen begonnen, die Entwicklung der Atmosphäre zu beeinflussen. Das Ergebnis menschliche Aktivitäten wurde ein konstanter Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre aufgrund der Verbrennung von Kohlenwasserstoffbrennstoffen, die in früheren geologischen Epochen angesammelt wurden. Enorme Mengen werden bei der Photosynthese verbraucht und von den Weltmeeren absorbiert. Dieses Gas gelangt aufgrund der Zersetzung von Carbonatgesteinen und organischen Stoffen pflanzlichen und tierischen Ursprungs sowie aufgrund von Vulkanismus und menschlichen Produktionsaktivitäten in die Atmosphäre. In den letzten 100 Jahren Inhalt CO 2 (\\ Anzeigestil (\\ ce (CO2))) in der Atmosphäre stieg um 10%, wobei der Großteil (360 Milliarden Tonnen) aus der Kraftstoffverbrennung stammt. Wenn die Wachstumsrate der Kraftstoffverbrennung anhält, dann in den nächsten 200-300 Jahren die Anzahl der CO 2 (\\ Anzeigestil (\\ ce (CO2))) in der Atmosphäre wird sich verdoppeln und kann dazu führen