Zemská atmosféra - objavte
Podobné články
Prečo Zem nie je plochá?
Eratosthenes - ako vypočítal obvod Zeme?
Zo suchého priestoru planéty je jedna časť príliš horúca, iná príliš studená, príliš suchá alebo príliš suchá; príliš strmé alebo príliš vysoké na to, aby nám bolo k ničomu. Musíme uznať, že je to vo veľkej miere naša chyba. Z hľadiska prispôsobivosti sú ľudia trochu bezmocní.
Naše šťastie je, že máme atmosféru, ktorá nás udržuje v teple a chráni nás. Bez nej by bola Zem zamrznutou neživou guľou s priemernou teplotou -50 ° C. Atmosféra navyše absorbuje alebo odpudzuje kozmické lúče, elektricky nabité častice a ultrafialové lúče.
Atmosféra našej planéty je prakticky 100% plynná a obsahuje 78,2% dusíka (dusík), diatomický molekulárny kyslík (20,5%), argón (0,92%), oxid uhličitý (0,03%), ozón, jednoatómový kyslík, jednoatómový dusík a ďalšie plyny, prach a iné suspendované častice.
Chemické zloženie ovplyvňovalo klimatické procesy. Pred 4,56 miliardami rokov už boli prítomné vodík a hélium. Kvôli nízkej špecifickej hustote a hmotnosti týchto plynov ich už nemohla planéta priťahovať a zadržať a postupne sa rozptýliť do vesmíru.
Vďaka ochladeniu planéty a sopečnej činnosti sa na povrch dostávali rôzne plyny, ktoré vznikali chemickými reakciami vnútorných vrstiev.
Nedostatok zrážok z tohto obdobia formovania sa vysvetľuje skutočnosťou, že napriek prítomnosti vody, a to aj v stave vodných pár, horúci povrch Zeme neumožňoval ich kondenzáciu.
Ultrafialové žiarenie spôsobilo fotochemický rozklad molekúl vody, metánu a amoniaku, čím sa hromadil oxid uhličitý a dusík. Ľahšie plyny, ako napríklad hélium a vodík, stúpali do vyšších vrstiev atmosféry a neskôr sa rozptýlili do vesmíru.
Ťažšie plyny, ako napríklad oxid uhličitý, sa vo veľkej miere rozpustili vo vode oceánu. Kyslík sa objavil pred 3,5 miliardami rokov a uvoľňoval sa vďaka fotosyntetickej aktivite baktérií.
Atmosféra má hmotnosť približne 5,15 x 1018 kg, z toho tri štvrtiny sú na prvých 11 km povrchu. S nadmorskou výškou sa atmosféra redne bez presnej hranice medzi atmosférou a vesmírom. Karmanova čiara, 100 km alebo 1,57% polomeru Zeme, sa často používa ako hranica medzi atmosférou a kozmickým priestorom.
Atmosférické efekty sa stanú viditeľnými pri opätovnom vstupe kozmickej lode do výšky asi 120 km. V atmosfére možno rozlíšiť niekoľko vrstiev na základe charakteristík, ako je teplota a zloženie.
Vrstvy atmosféry
Atmosféra je rozdelená do piatich nerovnakých vrstiev: troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra a exosféra.
Ďalšou vrstvou je stratosféra. Keď vidíte, ako sa vrchol mraku splošťuje, skutočne si všimnete hranicu medzi troposférou a stratosférou. Po opustení troposféry teplota opäť stúpne na asi 4 ° C v dôsledku absorpčných účinkov ozónu, potom v mezosfére prudko poklesne na -90 ° C a potom vystúpi na 1 500 ° C. Teplota sa môže medzi dňom a nocou meniť o viac ako 500 ° C, aj keď je potrebné spomenúť, že v takejto nadmorskej výške sa „teplota“ stáva trochu teoretickým konceptom. Teplota je v skutočnosti iba mierou aktivity molekúl. Na hladine mora sú molekuly vzduchu také ťažké, že jedna molekula sa môže pohybovať na malú vzdialenosť - asi jednu osminu centimetra centimetra pred zrážkou s druhou. Pretože do seba neustále narážajú, prenášajú veľké množstvo tepla. Ale vo výške 80 km je vzduch taký riedky, že akékoľvek dve molekuly takmer nikdy neprichádzajú do styku. Aj keď je teda každá molekula veľmi horúca, ich interakcií je málo a prenosu tepla je málo.
Termosféra je ďalšou vrstvou a nachádza sa medzi 80 a 400-800 km. Nazýva sa tiež ionosféra. Názov „thermo-“ súvisí s relatívne náhlym nárastom teploty s nadmorskou výškou, a „iono-“ s fenoménom ionizácie existujúcich atómov kyslíka a dusíka, ktoré sa tak stávajú dobrými vodičmi elektriny a majú vplyv na rádiový prenos. V hornej časti teplota dosahuje až 1 000 ° C.
Exosféra je posledná vrstva, ktorá sa nachádza vo výškach vyšších ako 800 km, kde je vzduch mimoriadne riedky. Prostredníctvom tejto vrstvy sa postupne vytvára prechod do medziplanetárneho vákua, v ktorom sú iba atómy hélia a vodíka.
Čo núti Zem udržiavať si atmosféru?
Odpoveďou je gravitácia - rovnaká sila, ktorá nás drží ukotvených na Zemi. Napriek tomu Zem neustále stráca svoju atmosféru vo vesmíre. Molekuly v našej atmosfére sa neustále pohybujú a stimulujú energizujúce svetlo Slnka. Rýchlosť gravitačného úniku na Zemi je niečo málo cez 11 kilometrov za sekundu. Keby bola Zem menej hmotná ako Mars, gravitácia by bola slabšia. To je tiež jeden z dôvodov, prečo Mars stratil väčšinu svojej atmosféry.
Atmosféra Zeme je tu však na to, aby zostala. A to je dobrá vec, pretože nás chráni pred ultrafialovým žiarením a pomáha udržiavať vhodnú teplotu na celý život, čím znižuje teplotné extrémy medzi dňom a nocou.