Верхній шар повітряної оболонки землі. Шари атмосфери по порядку від поверхні землі
Склад Землі. Повітря
Повітря - це механічна сумішз різних газів, що становлять атмосферу Землі. Повітря необхідне для дихання живих організмів, знаходить широке застосування у промисловості.
Те, що повітря являє собою суміш, а не однорідну субстанцію, було доведено в ході експериментів шотландського вченого Джозефа Блека. У ході одного з них вчений виявив, що при нагріванні білої магнезії (вуглекислий магній) виділяється «пов'язане повітря», тобто вуглекислий газ, і утворюється палена магнезія (окис магнію). При випалюванні вапняку, навпаки, відбувається видалення «пов'язаного повітря». На основі цих експериментів вчений зробив висновок, що відмінність між вуглекислими та їдкими лугами полягає в тому, що до складу перших входить вуглекислий газ, що є однією з складових частинповітря. Сьогодні ж ми знаємо, що, крім вуглекислого, до складу земного повітря входять:
Зазначене в таблиці співвідношення газів у земній атмосфері притаманно її нижніх шарів, до висоти 120 км. У цих областях лежить добре перемішана, однорідна за складом область, яка називається гомосферою. Вище гомосфери лежить гетеросфера, на яку характерне розкладання молекул газів на атоми та іони. Області відокремлені одна від одної турбопаузою.
Хімічна реакція, коли під впливом сонячного і космічного випромінювання відбувається розкладання молекул на атоми, називається фотодисоціацією. При розпаді молекулярного кисню утворюється атомарний кисень, що є основним газом атмосфери на висотах понад 200 км. На висотах від 1200 км починають переважати водень і гелій, що є найлегшими з газів.
Оскільки основна маса повітря зосереджена в 3 нижніх атмосферних шарах, зміни складу повітря на висотах більше 100 км не помітно впливають на загальний склад атмосфери.
Азот - найпоширеніший газ, частку якого припадає понад три чверті обсягу земного повітря. Сучасний азот утворився при окисленні ранньої аміачно-водневої атмосфери молекулярним киснем, що утворюється у процесі фотосинтезу. В даний час невелика кількість азоту в атмосферу надходить у результаті денітрифікації - процесу відновлення нітратів до нітритів, з подальшим утворенням газоподібних оксидів та молекулярного азоту, що виробляється анаеробними прокаріотами. Частина азоту в атмосферу надходить при вулканічних виверженнях.
У верхніх шарахатмосфери за впливу електричних розрядів за участю озону молекулярний азот окислюється до монооксиду азоту:
N 2 + O 2 → 2NO
У звичайних умовахмонооксид відразу ж вступає в реакцію з киснем з утворенням закису азоту:
2NO + O 2 → 2N 2 O
Азот є найважливішим хімічним елементом земної атмосфери. Азот входить до складу білків, забезпечує мінеральне харчуваннярослин. Він визначає швидкість біо хімічних реакційграє роль розріджувача кисню.
Другим за поширеністю газом атмосфери Землі є кисень. Утворення цього газу пов'язують із фотосинтезуючою діяльністю рослин та бактерій. І чим різноманітнішими та численнішими ставали фотосинтезуючі організми, тим значнішим ставав процес утримання кисню в атмосфері. Невелика кількість важкого кисню виділяється під час дегазації мантії.
У верхніх шарах тропосфери та стратосфери під впливом ультрафіолетового сонячного випромінювання (позначимо його як hν) утворюється озон:
O 2 + hν → 2O
Внаслідок дії того ж ультрафіолетового випромінювання відбувається і розпад озону:
О 3 + hν → О 2 + О
О 3 + O → 2О 2
В результаті першої реакції утворюється атомарний кисень, в результаті другої молекулярний кисень. Всі 4 реакції звуться «механізм Чепмена», на ім'я британського вченого Сідні Чепмена, який відкрив їх у 1930 році.
Кисень служить дихання живих організмів. З його допомогою відбуваються процеси окислення та горіння.
Озон служить захисту живих організмів від ультрафіолетового випромінювання, що викликає незворотні мутації. Найбільша концентрація озону спостерігається у нижній стратосфері не більше т.зв. озонового шару або озонового екрану, що лежить на висотах 22-25 км. Вміст озону невеликий: при нормальному тискувесь озон земної атмосфери займав би шар завтовшки лише 2,91 мм.
Утворення третього за поширеністю в атмосфері газу аргону, а також неону, гелію, криптону та ксенону пов'язують із вулканічними виверженнями та розпадом радіоактивних елементів.
Зокрема гелій є продуктом радіоактивного розпаду урану, торію і радію: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (у цих реакція α-частка є ядром гелію, яка в У процесі втрати енергії захоплює електрони і стає 4 He).
Аргон утворюється в процесі розпаду радіоактивного ізотопу калію: 40 K → 40 Ar + γ.
Неон випаровується з вивержених порід.
Криптон утворюється як кінцевий продукт розпаду урану (235 U та 238 U) та торію Th.
Основна маса атмосферного криптону утворилася ще на ранніх стадіях еволюції Землі як результат розпаду трансуранових елементів з феноменально малим періодом напіврозпаду або надійшла з космосу, вміст криптону в якому в десять мільйонів разів вищий ніж на Землі.
Ксенон є результатом поділу урану, але переважна більшість цього газу залишилася з ранніх стадій утворення Землі, від первинної атмосфери.
Вуглекислий газ надходить в атмосферу в результаті вулканічних вивержень та в процесі розкладання органічної речовини. Його вміст в атмосфері середніх широт Землі сильно різниться залежно від пори року: взимку кількість CO 2 зростає, а влітку - знижується. Пов'язане це коливання з діяльністю рослин, які використовують вуглекислий газ у процесі фотосинтезу.
Водень утворюється внаслідок розкладання води сонячним випромінюванням. Але, будучи найлегшим із газів, що входять до складу атмосфери, постійно випаровується в космічний простір, і тому вміст його в атмосфері дуже невеликий.
Водяна пара є результатом випаровування води з поверхні озер, річок, морів та суші.
Концентрація основних газів у нижніх шарах атмосфери, за винятком водяної пари та вуглекислого газу, постійна. У невеликих кількостях в атмосфері містяться оксид сірки SO 2 , аміак NH 3 , монооксид вуглецю, озон O 3 , хлороводень HCl, фтороводород HF, монооксид азоту NO, вуглеводні, пари ртуті Hg, йоду I 2 і багато інших. У нижньому атмосферному шарі тропосфері постійно знаходиться велика кількість завислих твердих і рідких частинок.
Джерелами твердих частинок в атмосфері Землі є вулканічні виверження, пилок рослин, мікроорганізми, а останнім часом і діяльність людини, наприклад спалювання викопного палива в процесі виробництва. Найдрібніші частинки пилу, які є ядрами конденсації, є причинами утворення туманів і хмар. Без твердих частинок, які постійно присутні в атмосфері, на Землю не випадали б опади.
Атмосфера Землі є газовою оболонкою нашої планети. Її нижня межа проходить на рівні земної кориі гідросфери, а верхня перетворюється на навколоземну область космічного простору. Атмосфера містить близько 78% азоту, 20% кисню, до 1% аргону, вуглекислого газу, водню, гелію, неону та деяких інших газів.
Ця земна оболонка характеризується чітко вираженою шаруватістю. Шари атмосфери визначаються вертикальним розподілом температури та різною щільністюгазів на різних її рівнях Розрізняють такі верстви атмосфери Землі: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, екзосфера. Окремо виділяють іоносферу.
До 80% усієї маси атмосфери становить тропосфера – нижній приземний шар атмосфери. Тропосфера у полярних поясах розташована на рівні до 8-10 км над земною поверхнею, у тропічному поясі – максимально до 16-18 км. Між тропосферою і шаром стратосферою знаходиться тропопауза - перехідний шар. У тропосфері температура знижується зі збільшенням висоти, аналогічно з висотою зменшується атмосферний тиск. Середній градієнт температури в тропосфері становить 0,6 ° С на 100 м. Температура різних рівняхданої оболонки визначається особливостями поглинання сонячного випромінювання та ефективністю конвекції. Майже вся діяльність людини здійснюється у тропосфері. Найвищі гори не виходять за межі тропосфери, тільки повітряний транспорт може перетинати на невелику висоту верхню межу цієї оболонки та перебувати у стратосфері. Велика частка водяної пари міститься в тропосфері, що обумовлює формування багатьох хмар. Також у тропосфері сконцентровані практично всі аерозолі (пил, дим, тощо), що утворюються на земній поверхні. У нижньому прикордонному шарі тропосфери виражені добові коливання температури, вологості повітря, швидкість вітру зазвичай знижена (вона зростає з підвищенням висоти). У тропосфері спостерігається мінливе розчленовування товщі повітря на повітряні маси в горизонтальному напрямку, що відрізняються за низкою показників залежно від пояса та місцевості їх формування. На атмосферних фронтах - кордонах між повітряними масами - утворюються циклони та антициклони, що визначають погоду на певній території протягом конкретного проміжку часу.
Стратосфера є шаром атмосфери між тропосферою та мезосферою. Межі цього шару становлять від 8-16 км. до 50-55 км. над поверхнею Землі. У стратосфері газовий склад повітря приблизно такий самий, як і в тропосфері. Відмінна особливість– зменшення концентрації водяної пари та підвищення вмісту озону. Озоновий шар атмосфери, що захищає біосферу від агресивного впливу ультрафіолетового світла, становить від 20 до 30 км. У стратосфері температура підвищується з висотою, причому температурні значення визначаються сонячним випромінюванням, а чи не конвекцією (пересуванням повітряних мас), як і тропосфері. Нагрівання повітря стратосфери обумовлено поглинанням ультрафіолетового випромінювання озоном.
Над стратосферою простягається мезосфера рівня 80 км. Цей шар атмосфери характеризується тим, що температура в міру збільшення висоти знижується від 0 ° С до - 90 ° С. холодна областьатмосфери.
Вище за мезосферу знаходиться термосфера до рівня 500 км. Від кордону з мезосферою до екзосфери температура змінюється приблизно від 200 К до 2000 К. До рівня 500 км щільність повітря зменшується у кілька сотень тисяч разів. Відносний склад атмосферних складових термосфери аналогічний до приземного шару тропосфери, але зі збільшенням висоти більша кількістькисню перетворюється на атомарний стан. Певна частка молекул і атомів термосфери перебуває у іонізованому стані і розподілені у кількох шарах, вони поєднуються поняттям іоносфера. Характеристики термосфери варіюють у великому діапазоні залежно від географічної широти, величини сонячної радіації, пори року та доби.
Верхній шар атмосфери – екзосфера. Це найбільш розріджений шар атмосфери. У екзосфері довжини вільного пробігу частинок настільки величезні, що частки можуть вільно віддалятися міжпланетний простір. Маса екзосфери становить одну десятимільйонну від загальної масиатмосфери. Нижня межа екзосфери – рівень 450-800 км, а верхнім кордономвважається область, де концентрація частинок така сама, як і космічному просторі, - кілька тисяч кілометрів від Землі. Екзосфера складається із плазми – іонізованого газу. Також в екзосфері знаходяться радіаційні пояси нашої планети.
Відео презентація – шари атмосфери Землі:
Схожі матеріали:
10,045×10 3 Дж/(кг*К)(в інтервалі температур від 0-100°С), C v 8,3710*10 3 Дж/(кг*К) (0-1500°С). Розчинність повітря у воді за 0°С 0,036%, за 25°С - 0,22%.
Склад атмосфери
Історія освіти атмосфери
Рання історія
Нині наука неспроможна зі стовідсотковою точністю простежити всі етапи освіти Землі. Згідно з найпоширенішою теорією, атмосфера Землі в часі перебувала в чотирьох різних складах. Спочатку вона складалася з легких газів (водню та гелію), захоплених із міжпланетного простору. Це так звана первинна атмосфера. На наступному етапі активна вулканічна діяльність призвела до насичення атмосфери та іншими газами, крім водню (вуглеводнями, аміаком, водяною парою). Так утворилася вторинна атмосфера. Ця атмосфера була відновною. Далі процес утворення атмосфери визначався такими факторами:
- постійний витік водню в міжпланетний простір;
- хімічні реакції, що відбуваються в атмосфері під впливом ультрафіолетового випромінювання, грозових розрядів та деяких інших факторів.
Поступово ці фактори призвели до утворення третинної атмосфери, Що характеризується набагато меншим вмістом водню і набагато більшим - азоту та вуглекислого газу (утворені в результаті хімічних реакцій з аміаку та вуглеводнів).
Поява життя та кисню
З появою на Землі живих організмів внаслідок фотосинтезу, що супроводжується виділенням кисню та поглинанням вуглекислого газу, склад атмосфери почав змінюватися. Існують, проте, дані (аналіз ізотопного складу кисню атмосфери і який виділяється при фотосинтезі), що свідчать на користь геологічного походження атмосферного кисню.
Спочатку кисень витрачався на окислення відновлених сполук - вуглеводнів, закисної форми заліза, що містилася в океанах та ін. даного етапувміст кисню в атмосфері почало зростати.
У 1990-х роках були проведені експерименти зі створення замкнутої екологічної системи(«Біосфера 2»), в ході яких не вдалося створити стабільну систему, що має єдиний склад повітря. Вплив мікроорганізмів призвело до зниження рівня кисню та збільшення кількості вуглекислого газу.
Азот
Освіта великої кількості N 2 обумовлено окисленням первинної аміачно-водневої атмосфери молекулярним О 2 , який став надходити з поверхні планети в результаті фотосинтезу, як передбачається, близько 3 млрд років тому (за іншою версією, кисень атмосфери має геологічне походження). Азот окислюється до NO у верхніх шарах атмосфери, використовується в промисловості та зв'язується азотфіксуючими бактеріями, у той же час N 2 виділяється в атмосферу в результаті денітрифікації нітратів та ін азотних сполук.
Азот N 2 інертний газ і вступає в реакції лише у специфічних умовах (наприклад, при розряді блискавки). Окислювати його і переводити в біологічну форму можуть ціанобактерії, деякі бактерії (наприклад, бульбочкові, що формують ризобіальний симбіоз з бобовими рослинами).
Окислення молекулярного азоту електричними розрядами використовується при промисловому виготовленні азотних добрив, він призвів до утворення унікальних родовищ селітри в чилійській пустелі Атакама .
Шляхетні гази
Спалювання палива - основне джерело забруднюючих газів (CO, NO, SO 2). Діоксид сірки окислюється О 2 повітря до SO 3 у вищих шарах атмосфери, який взаємодіє з парами Н 2 Про і NH 3 а утворюються при цьому Н 2 SO 4 і (NН 4) 2 SO 4 повертаються на поверхню Землі разом з атмосферними опадами. Використання двигунів внутрішнього згоряння призводить до значного забруднення атмосфери оксидами азоту, вуглеводнями та сполуками Рb.
Аерозольне забруднення атмосфери зумовлене як природними причинами (виверження вулканів, пилові бурі, винесення капел. морської водита частинок пилку рослин та ін.), так і господарською діяльністю людини (видобуток руд та будівельних матеріалів, спалювання палива, виготовлення цементу тощо). Інтенсивний широкомасштабний винос твердих частинок в атмосферу – одна з можливих причинзмін клімату планети.
Будова атмосфери та характеристика окремих оболонок
Фізичний стан атмосфери визначається погодою та кліматом. Основні параметри атмосфери: щільність повітря, тиск, температура та склад. Зі збільшенням висоти щільність повітря та атмосферний тиск зменшуються. Температура також змінюється в залежності від зміни висоти. Вертикальна будова атмосфери характеризується різними температурними та електричними властивостями, різним станом повітря. Залежно від температури у атмосфері розрізняють такі основні верстви: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, екзосферу (сферу розсіювання). Перехідні області атмосфери між сусідніми оболонками називають відповідно тропопауза, стратопауза тощо.
Тропосфера
Стратосфера
У стратосфері затримується більшість короткохвильової частини ультрафіолетового випромінювання (180-200 нм) і відбувається трансформація енергії коротких хвиль. Під впливом цих променів змінюються магнітні поля, розпадаються молекули, відбувається іонізація, новоутворення газів та інших хімічних сполук. Ці процеси можна спостерігати у вигляді північних сяйв, блискавиць, та інших. світінь.
У стратосфері і вищих шарах під впливу сонячної радіації молекули газів дисоціюють - на атоми (понад 80 км дисоціюють СО 2 і Н 2 вище 150 км - Про 2 вище 300 км - Н 2). На висоті 100-400 км в іоносфері відбувається також іонізація газів, на висоті 320 км концентрація заряджених частинок (О + 2, О - 2, N + 2) становить ~ 1/300 від концентрації нейтральних частинок. У верхніх шарах атмосфери присутні вільні радикали - ВІН, АЛЕ 2 та ін.
У стратосфері майже немає водяної пари.
Мезосфера
До висоти 100 км атмосфера є гомогенною добре перемішаною сумішшю газів. У більш високих шарах розподіл газів за висотою залежить від їх молекулярних мас, концентрація більш важких газів зменшується швидше при віддаленні поверхні Землі. Внаслідок зменшення щільності газів температура знижується від 0°С у стратосфері до -110°С у мезосфері. Однак кінетична енергія окремих частинок на висотах 200-250 км. відповідає температурі ~1500°С. Понад 200 км спостерігаються значні флуктуації температури та щільності газів у часі та просторі.
На висоті близько 2000-3000 км екзосфера поступово перетворюється на так званий близькокосмічний вакуум, який заповнений сильно розрідженими частинками міжпланетного газу, головним чином атомами водню. Але цей газ є лише частиною міжпланетної речовини. Іншу частину складають пилоподібні частинки кометного та метеорного походження. Крім цих надзвичайно розріджених частинок, у цей простір проникає електромагнітна та корпускулярна радіація сонячного та галактичного походження.
Перед тропосфери припадає близько 80% маси атмосфери, частку стратосфери - близько 20%; маса мезосфери - трохи більше 0,3%, термосфери - менше 0,05% від загальної маси атмосфери. На підставі електричних властивостей в атмосфері виділяють нейтросферу та іоносферу. В даний час вважають, що атмосфера тягнеться до висоти 2000-3000 км.
Залежно від складу газу в атмосфері виділяють гомосферуі гетеросферу. Гетеросфера- це область, де гравітація впливає поділ газів, оскільки їх перемішування такий висоті незначно. Звідси випливає змінний склад гетеросфери. Нижче лежить добре перемішана, однорідна за складом частина атмосфери звана гомосферою. Кордон між цими шарами називається турбопаузою, вона лежить на висоті близько 120 км.
Властивості атмосфери
Вже на висоті 5 км над рівнем моря у нетренованої людини з'являється кисневе голодування і без адаптації працездатність значно знижується. Тут кінчається фізіологічна зона атмосфери. Подих людини стає неможливим на висоті 15 км, хоча приблизно до 115 км атмосфера містить кисень.
Атмосфера забезпечує нас необхідним для дихання киснем. Однак унаслідок падіння загального тиску атмосфери у міру підйому на висоту відповідно знижується і парціальний тиск кисню.
У легені людини постійно міститься близько 3 л альвеолярного повітря. Парціальний тиск кисню в альвеолярному повітрі за нормального атмосферного тиску становить 110 мм рт. ст., тиск вуглекислого газу – 40 мм рт. ст., а водяна пара -47 мм рт. ст. Зі збільшенням висоти тиск кисню падає, а сумарний тиск парів води та вуглекислоти в легенях залишається майже постійним - близько 87 мм рт. ст. Надходження кисню в легені повністю припиниться, коли тиск навколишнього повітря дорівнюватиме цій величині.
На висоті близько 19-20 км. тиск атмосфери знижується до 47 мм рт. ст. Тому на цій висоті починається кипіння води та міжтканинної рідини в організмі людини. Поза герметичною кабіною цих висотах смерть настає майже миттєво. Таким чином, з погляду фізіології людини "космос" починається вже на висоті 15-19 км.
Щільні шари повітря - тропосфера і стратосфера - захищають нас від дії радіації. При достатньому розрідженні повітря, на висотах понад 36 км, інтенсивну дію на організм має іонізуюча радіація - первинні космічні промені; на висотах понад 40 км. діє небезпечна для людини ультрафіолетова частина сонячного спектру.
Він невидимий, і все ж таки без нього ми жити не можемо
Кожен з нас розуміє, наскільки повітря необхідне для життя. Вираз «Це необхідно як повітря» можна почути, коли говорять про щось дуже важливе для життя людини. Ми з дитинства знаємо, що жити і дихати - це практично одне й те саме.
А Ви знаєте скільки часу людина може прожити без повітря?
Не всі люди знають скільки повітря вони вдихають. Виявляється, за добу, роблячи близько 20 000 вдихів-видихів, людина пропускає через легені 15 кг повітря, тоді як їжі він поглинає всього приблизно 1,5 кг, а води 2-3 кг. У той же час повітря для нас - щось зрозуміле, як схід сонця щоранку. На жаль, ми відчуваємо його тільки тоді, коли його не вистачає або коли він забруднений. Ми забуваємо, що все живе на Землі, розвиваючись протягом мільйонів років, пристосувалося до життя в умовах атмосфери певного природного складу.
Давайте подивимося, з чого складається повітря.
І зробимо висновок: Повітря – це суміш газів. Кисню у ньому близько 21 % (приблизно 1/5 за обсягом), частку азоту припадає близько 78 %. Інші обов'язкові складові - інертні гази (насамперед аргон), вуглекислий газ, а також інші хімічні сполуки.
Вивчати склад повітря почали у XVIII ст., коли хіміки навчилися збирати гази та проводити з ними досліди. Якщо Ви цікавитеся історією науки, перегляньте невеликий фільм, присвячений історії відкриття повітря.
Кисень, що міститься в повітрі, потрібний для дихання живих організмів. У чому полягає суть процесу дихання? Як відомо, у процесі дихання організм споживає кисень повітря. Кисень повітря потрібний для численних хімічних реакцій, які безперервно протікають у всіх клітинах, тканинах та органах живих організмів. У цих реакцій за участю кисню повільно «згоряють» з утворенням вуглекислого газу ті речовини, які надійшли з їжею. При цьому звільняється енергія, що міститься в них. За рахунок цієї енергії організм і існує, використовуючи її на всі функції – синтез речовин, скорочення м'язів, роботу всіх органів та ін.
У природі існують деякі мікроорганізми, здатні використовувати в процесі життєдіяльності азот. За рахунок вуглекислого газу, що міститься у повітрі, відбувається процес фотосинтезу, живе біосфера Землі загалом.
Як Ви знаєте, повітряна оболонка Землі називається атмосферою. Атмосфера сягає приблизно 1000 км від Землі - це своєрідний бар'єр між Землею і космосом. За характером зміни температури в атмосфері існує кілька шарів:
Атмосфера- це своєрідний бар'єр між Землею та космосом. Вона пом'якшує дію космічного випромінювання та забезпечує на Землі умови для розвитку та існування життя. Саме атмосфера першої із земних оболонок зустрічає сонячні промені та поглинає жорстке ультрафіолетове випромінювання Сонця, яке згубно діє на всі живі організми.
Ще одна «заслуга» атмосфери пов'язана з тим, що вона майже повністю поглинає власне невидиме теплове (інфрачервоне) випромінювання Землі та повертає більшу його частину назад. Тобто атмосфера, прозора по відношенню до сонячних променів, водночас є повітряною «ковдрою», яка не дозволяє Землі остигати. Тим самим на нашій планеті підтримується оптимальна для життя різноманітних живих істот температура.
Склад сучасної атмосфери – унікальний, єдиний у нашій планетній системі.
Первинна атмосфера Землі складалася з метану, аміаку та інших газів. Разом із розвитком планети атмосфера суттєво змінювалася. Живі організми відіграли провідну роль в утворенні того складу атмосферного повітря, яке виникло і підтримується за їх участі в даний час. Ви можете подивитись детальніше історію формування атмосфери на Землі.
Природні процеси, як споживання, і утворення компонентів атмосфери приблизно врівноважують одне одного, тобто забезпечують постійний склад газів, складових атмосферу.
Без господарської діяльностілюдину природа справляється з такими явищами, як надходження в атмосферу вулканічних газів, диму від природних пожеж, пилу від природних курних бур. Ці викиди розсіюються в атмосфері, осідають чи випадають поверхню Землі з опадами. За них приймаються ґрунтові мікроорганізми, і врешті-решт переробляють їх у вуглекислий газ, сірчисті та азотні сполуки ґрунту, тобто в «звичайні» компоненти повітря та ґрунту. У цьому полягає причина те, що атмосферне повітря має у середньому постійний склад. З появою людини на Землі спочатку поступово, потім бурхливо та нині загрозливо розпочався процес зміни газового складу повітря та руйнування природної стійкості атмосфери.Близько 10 тисяч років тому люди навчилися користуватися вогнем. До природним джереламзабруднення додалися продукти згоряння різного видупалива. Спочатку це були деревина та інші види рослинного матеріалу.
В даний час найбільше шкоди атмосфері приносить штучно вироблене паливо - продукти переробки нафти (бензин, гас, солярове масло, мазут) та синтетичне паливо. Згоряючи, вони утворюють оксиди азоту та сірки, чадний газ, важкі метали та інші отруйні речовини неприродного походження (забруднювачі)
Враховуючи величезний масштаб використання техніки в наші дні, можна уявити собі, скільки двигунів автомобілів, літаків, кораблів та іншої техніки щомитівб'ють атмосферу Алексашина І.Ю., Космодаміанський А.В., Орещенко Н.І. Природознавство: Підручник для 6 класу загальноосвітніх установ. - СПб.: СпецЛіт, 2001. - 239 с. .
Чому тролейбус і трамвай вважаються екологічно чистими видамитранспорту в порівнянні з автобусом?
Особливо небезпечні для живого ті стійкі аерозольні системи, які утворюються в атмосфері поряд з кислотними і багатьма іншими газоподібними відходами виробництва. Європа - одна з найбільш густонаселених та промислово розвинених частин світу. Потужна транспортна система, велика промисловість, високе споживання органічного палива та мінеральної сировини ведуть до помітного підвищення концентрацій забруднювачів у повітрі. Практично у всіх великих містахЄвропи спостерігаєтьсясмог Смог - аерозоль, що складається з диму, туману та пилу, один із видів забруднення повітря у великих містах та промислових центрах. Детальніше див: http://ua.wikipedia.org/wiki/Смог та регулярно фіксується підвищений вміст у повітрі таких небезпечних забруднювачів, як оксиди азоту та сірки, чадний газ, бензол, феноли, дрібний пил та ін.
Не викликає сумніву прямий зв'язок підвищення змісту шкідливих речовинв атмосфері зі зростанням алергічних захворювань та хвороб органів дихання, а також рядом інших захворювань.
Необхідні серйозні заходи у зв'язку зі зростанням у містах кількості автомобілів, запланованим у низці міст Росії розвитком промисловості, що неминуче збільшить кількість викидів забруднюючих речовин, у атмосферу.
Подивіться, як вирішуються проблеми чистоти атмосферного повітря у «зеленій столиці Європи» – Стокгольмі.
Комплекс заходів для покращення якості повітря повинен неодмінно включати покращення екологічних характеристикавтомобілів; будівництво системи газоочищення на промислових підприємствах; використання природного газу, а не вугілля як палива на підприємствах енергетики. Зараз у кожній розвиненій країні існує служба контролю за станом чистоти повітря в містах і промислових центрах, що дещо покращило цю погану ситуацію. Так, у Санкт-Петербурзі діє автоматизована системамоніторингу атмосферного повітря Санкт-Петербурга (АСМ) Завдяки їй не лише органи державної влади та місцевого самоврядування, а й мешканці міста можуть дізнаватись про стан атмосферного повітря.
На здоров'я жителів Санкт-Петербурга - мегаполісу з розвиненою мережею транспортних магістралей - впливають насамперед основні забруднюючі речовини: оксид вуглецю, оксид азоту, діоксид азоту, зважені речовини (пил), діоксид сірки, які надходять в атмосферне повітря міста від викидів підприємств теплоенергетики, промисловості та від транспорту. Нині частка викидів автотранспорту становить 80% від загального обсягу викидів основних забруднюючих речовин. (За експертним оцінкам, більш ніж 150 містах Росії переважне впливом геть забруднення повітряного басейну надає саме автотранспорт).
А як справи у вашому місті? Як Ви думаєте, що можна і потрібно робити, щоб повітря в наших містах стало чистішим?
Вміщено інформацію про рівень забруднення атмосферного повітря у районах розташування станцій АСМ біля Санкт-Петербурга.
Треба сказати, що у Санкт-Петербурзі відзначено тенденцію до зменшення викидів забруднювачів у повітря, проте причини цього явища пов'язані переважно зі зменшенням кількості працюючих підприємств. Зрозуміло, що з економічного погляду це не кращий спосібзниження забруднення.
Зробимо висновки.
Повітряна оболонка Землі - атмосфера - необхідна існування. Гази, що входять до складу повітря, беруть участь у таких важливих процесахяк дихання, фотосинтез. Атмосфера відбиває і поглинає сонячну радіацію і таким чином захищає живі організми від згубних рентгенівських та ультрафіолетових променів. Вуглекислий газ утримує теплове випромінюванняземної поверхні. Атмосфера Землі є унікальною! Від неї залежать наше здоров'я та життя.
Людина бездумно накопичує в атмосфері відходи своєї діяльності, що спричиняє серйозні екологічні проблеми. Нам усім необхідно не тільки усвідомлювати свою відповідальність за стан атмосфери, а й у міру сил робити те, що ми можемо, для збереження чистоти повітря, основи нашого життя.
Формування атмосфери. Сьогодні атмосфера Землі є сумішшю газів - 78% азоту, 21% кисню і невеликої кількості інших газів,- наприклад, двоокису вуглецю. Але коли планета тільки виникла, в атмосфері не було кисню - вона складалася з газів, які спочатку існували в Сонячній системі.
Земля виникла, коли невеликі кам'яні тіла, що складаються з пилу та газу сонячної туманності і відомі як планетоїди, стикалися один з одним і поступово набували форми планети. У міру її зростання гази, ув'язнені в планетоїдах, виривалися назовні і огортали земну кулю. Через деякий час перші рослини почали виділяти кисень, і первозданна атмосфера розвинулася в щільну повітряну оболонку.
Зародження атмосфери
- Дощ із дрібних планетоїдів обрушився на Землю, що зароджується, 4,6 мільярда років тому. Гази сонячної туманності, укладені всередині планети, при зіткненні вирвалися назовні і утворили примітивну атмосферу Землі, що складається з азоту, двоокису вуглецю та водяної пари.
- Тепло, що виділяється при освіті планети, утримується шаром щільних хмар первозданної атмосфери. «Парникові гази» – такі, як двоокис вуглецю та водяна пара – зупиняють випромінювання тепла в космос. Поверхня Землі залита вируючим морем розплавленої магми.
- Коли зіткнення планетоїдів стали такими частими, Земля почала охолоджуватися і з'явилися океани. Водяна пара конденсується з густих хмар, і дощ, що триває кілька епох, поступово заливає низовини. У такий спосіб з'являються перші моря.
- Повітря очищається в міру того, як водяна пара конденсується та утворює океани. Згодом у яких розчиняється двоокис вуглецю, й у атмосфері тепер переважає азот. Через відсутність кисню не утворюється захисний озоновий шар, і ультрафіолетові сонячні промені безперешкодно досягають земної поверхні.
- Життя з'являється у древніх океанах протягом першого мільярда років. Найпростіші синьо-зелені водорості захищені від ультрафіолету морською водою. Вони використовують для виробництва енергії сонячне світлоі двоокис вуглецю, при цьому як побічний продукт виділяється кисень, який починає поступово накопичуватися в атмосфері.
- Мільярди років по тому формується багата киснем атмосфера. Фотохімічні реакції у верхніх атмосферних шарах створюють тонкий шарозону, який розсіює шкідливе ультрафіолетове світло. Тепер життя може вийти із океанів на сушу, де в результаті еволюції виникає безліч складних організмів.
Мільярди років тому товстий шар примітивних водоростей почав виділяти в атмосферу кисень. Вони збереглися до сьогодні у вигляді скам'янілостей, які називаються строматолітами.
Вулканічне походження
1. Давня, безповітряна Земля. 2. Виверження газів.
Згідно з цією теорією, на поверхні юної планети Земля активно вивергалися вулкани. Рання атмосфера, ймовірно, сформувалася тоді, коли гази, ув'язнені в кремнієвій оболонці планети, вирвалися назовні через сопла вулканів.
