Новейшие роботы-строители.

Новейшие роботы-строители.

Вдохновленные примером термитов, ученые создали принципиально новый вид роботов-строителей. Эти маленькие роботы способны...

Подробнее

В рельефе дна океана обнаружены новые по…

В рельефе дна океана обнаружены новые подводные горы.

Карты рельефа дна океанов обогатились 30 000 новых подводных гор. Обнаружить новые подводные горы...

Подробнее

Климат Земли в цифрах.

Климат Земли в цифрах.

Климат – это многолетний режим погоды, характерный для данной местности. Все цифры, относящиеся...

Подробнее

Атмосфера

Атмосфера Земли

Атмосфера ЗемлиАтмосферой Земли называется газовая оболочка, окружающая планету Земля. Атмосфера является одной из геосфер нашей планеты (наряду с литосферой, гидросферой, биосферой и др.).

Воздействие атмосферы на организм человека с увеличением высоты. - Высота и границы атмосферы. - Физические свойства атмосферы. - Образование атмосферы. Первичная и вторичная атмосфера. - Состав современной атмосферы Земли.- Азот в составе атмосферы. - Кислород в составе атмосферы. - Углекислый газ в атмосфере. - Аргон в составе атмосферы. - Вода в атмосфере.

 

Изменение свойств атмосферы Земли и его воздействия на организм человека с увеличением высоты.

Человек идеально приспособился к жизни в нижних слоях атмосферы – тропосфере. Но чем выше поднимается человек, тем сильнее на нем сказывается изменение свойств атмосферы Земли и тем большие сложности он испытывает.

Высота атмосферы Земли 5 км.

Человек без необходимой тренировки начинает ощущать кислородное голодание. Отметка в 5 километров – конец физиологической зоны атмосферы. Именно поэтому, поднимаясь на горы высотой более 5 тысяч метров, нетренированные альпинисты используют специальные кислородные баллоны.

Высота атмосферы Земли 9 км.

Если человек поднимется еще выше, на высоту 9 км, концентрация кислорода в атмосфере настолько уменьшится, что дыхание станет невозможным. Это происходит вследствие общего снижения давления атмосферы, и, как следствие, падения парциального давления кислорода.

Содержание альвеолярного воздуха в легких человека находится на уровне 3 литров. В нормальных условиях парциальное давление кислорода составляет 110 мм рт. ст., давление углекислого газа — 40 мм рт. ст., а паров воды — 47 мм рт. ст. При подъеме вверх давление кислорода снижается, а давление углекислого газа и воды остается на прежнем уровне – суммарно около 87 мм рт. ст. На той высоте, где давление воздуха станет равным 87 мм рт. ст., в легкие человека перестанет поступать кислород.

Высота атмосферы Земли 19-20 км.

На этой высоте давление атмосферы снижается до критической для человеческого организма точки - до 47 мм рт. ст. При таком атмосферном давлении вода, находящаяся в тканях человека, закипает. Если человек в результате какой-нибудь катастрофы окажется на открытом воздухе, он мгновенно погибнет.

Высота атмосферы Земли 36 км.

Здесь на организм человека оказывает воздействие интенсивная ионизирующая радиация – первичные космические лучи, от которых ранее он был защищен плотными слоями воздуха.

Высота атмосферы Земли 40 км.

Организм человека испытывает действие опасных ультрафиолетовых лучей солнечного спектра.

Высота атмосферы Земли до 90 км.

Постепенно исчезают такие обычные для нас свойства атмосферы, как распространение звука и возникновение аэродинамической подъёмной силы и сопротивления.

Высота атмосферы Земли 100-130 км.

Условная линия Кармана. Управляемый аэродинамический полет становится невозможным, летательными аппаратами можно управлять, используя только реактивные двигатели.

Высота атмосферы Земли более 100 км.

Исчезает способность атмосферы проводить тепло. Т.е., исчезает явление конвекции – передачи тепла путем перемешивания воздуха. На этой высоте тепло передается только с помощью теплового излучения.

Это была статья о том, как изменяется воздействие атмосферы Земли на организм человека с увеличением высоты. Читайте далее: Высота и границы атмосферы Земли.


 

Статьи по теме "Атмосфера Земли":

 

Избранные статьи сайта Wonderful-planet.ru. Рекомендовано Google: Избранные мировые новости. Рекомендовано СМИ2:


Наша группа ВКонтакте. Присоединяйтесь! Будем изучать планету вместе!

 

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

 

Уважаемые посетители!
Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно
Вашему желанию.



Высота и границы атмосферы  Земли

Нижняя граница атмосферы Земли соприкасается с гидросферой и верхними слоями литосферы.

Атмосфера Земли - это область вокруг нашей планеты, где газовая среда, как единое целое, вращается вместе с Землей. В соответствии с этим определением, в широком смысле, верхняя граница атмосферы с околоземным космическим пространством проходит в экзосфере – самой верхней оболочке атмосферы, которая начинается на высоте 700 км и заканчивается примерно в 1300 км над поверхностью Земли. Но следы атмосферы прослеживаются до высоты в 10 000 км.

Однако в практических целях верхнюю границу атмосферы Земли принято проводить гораздо ниже – в районе прохождения линии Кармана (100 км над уровнем моря). Линия Кармана определяет границу, где становится невозможной аэронавтика, то есть воздухоплавание.

NASA в своей деятельности за верхнюю границу атмосферы Земли принимает отметку в 122 км. Именно на этой высоте корабли НАСА по пути на Землю от бортовых двигателей переходят к аэродинамическому управлению полетом.

зонд Supra-Thermal Ion Imager для исследования атмосферы ЗемлиНедавние исследования канадских ученых во главе с Дэвидом Кнудсеном еще раз позволили уточнить границы атмосферы с ионосферой. В ходе эксперимента по установлению границ атмосферы был сконструирован специальный зонд Supra-Thermal Ion Imager для исследования потоков заряженных частиц. Исследователи предположили, что границей атмосферы является та область, в которой заряженные частицы сталкиваются с частицами, летящими с Земли.

Зонд был запущен на высоту 200 км и, постепенно снижаясь, собирал информацию.

  • В результате обработки полученных данных ученые установили границу атмосферы Земли с ионосферой на высоте в 118 км.


Это была статья "Высота и границы атмосферы Земли". Далее читайте: "Физические свойства атмосферы Земли"

 


 

Статьи по теме "Атмосфера Земли":

 

 

 Избранные статьи сайта Wonderful-planet.ru. Рекомендовано Google: Избранные мировые новости. Рекомендовано СМИ2:


Наша группа ВКонтакте. Присоединяйтесь! Будем изучать планету вместе!

 

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

 

Уважаемые посетители!
Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно
Вашему желанию.


 


 

Физические свойства атмосферы Земли.

 

Свойство атмосферы

Значение

Суммарная масса воздуха в атмосфере 

(5,1—5,3)·1018 кг

Масса сухого воздуха в атмосфере

(5,1352 ±0,0003)·1018 кг

Масса водяных паров

~1,27·1016 кг

Молярная масса чистого сухого воздуха

28,966 г/моль

Плотность воздуха у поверхности моря

~1,2 кг/м3

До высоты 5 км над поверхностью земли

50,5% массы атмосферы

До высоты 10 км над поверхностью земли

70% массы атмосферы

До высоты 16 км над поверхностью земли

90% массы атмосферы

Давление при 0 °C на уровне моря

101,325 кПа

Критическая температура

−140,7 °C (~132,4 К)

Критическое давление

3,7 МПа

Cp при 0 °C

1,0048·103 Дж/(кг·К)

Cv при 0 °C

0,7159·103 Дж/(кг·К)

Растворимость воздуха в воде (по массе) при 0 °C

0,0036 %

Растворимость воздуха в воде (по массе) при 25 °C

0,0023 %

 

За «нормальные условия» у поверхности Земли приняты (эти условные показатели имеют чисто инженерное значение):

  • плотность 1,2 кг/м3,
  • барометрическое давление 101,35 кПа,
  • температура +20°C,
  • относительная влажность 50%.

 

Это была статья "Физические свойства атмосферы Земли". Далее читайте: "Образование атмосферы Земли. Первичная и вторичная атмосфера Земли."

 


Статьи по теме "Атмосфера Земли":

 

Избранные статьи сайта Wonderful-planet.ru. Рекомендовано Google: Избранные мировые новости. Рекомендовано СМИ2:


Наша группа ВКонтакте. Присоединяйтесь! Будем изучать планету вместе!

 

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

 

Уважаемые посетители!
Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно
Вашему желанию.



 

Образование атмосферы Земли. Первичная и вторичная атмосфера  ЗемлиОбразование атмосферы Земли началось в далекие времена - в протопланетный этап развития Земли, в период активных вулканических извержений с выбросом огромного количества газов. Позже, когда на Земле появились океаны и биосфера, образование атмосферы продолжилось за счет газообмена между водой, растениями, животными и продуктами их разложения.

В течение всей геологической истории атмосфера Земли претерпела ряд глубоких трансформаций.

Состав первичной и вторичной атмосферы ЗемлиПервичная атмосфера Земли. Восстановительная.

В состав первичной атмосферы Земли на протопланетной стадии развития Земли (более 4,2 млрд л. н.) входили преимущественно метан, аммиак и углекислый газ. Затем в результате дегазации мантии Земли и непрерывных процессов выветривания на поверхности земли, состав первичной атмосферы Земли обогатился парами воды, соединениями углерода (СO2, СО) и серы, а также сильными галогенными кислотами (НСI, НF, НI) и борной кислотой. Первичная атмосфера была очень тонкая.

Вторичная атмосфера Земли. Окислительная.

В дальнейшем первичная атмосфера стала трансформироваться во вторичную. Это произошло в результате тех же процессов выветривания, происходивших на поверхности земли, вулканической и солнечной активности, а также вследствие жизнедеятельности цианобактерий и сине-зеленых водорослей.

Результатом трансформации стало разложение метана на водород и углекислоту, аммиака – на азот и водород. В атмосфере Земли стали накапливаться углекислый газ и азот.

Сине-зеленые водоросли посредством фотосинтеза стали вырабатывать кислород, который практически весь тратился на окисление других газов и горных пород. В результате этого аммиак окислился до молекулярного азота, метан и оксид углерода – до углекислоты, сера и сероводород – до SO2 и SO3.

Таким образом, атмосфера из восстановительной постепенно превратилась в окислительную.

Образование и эволюция углекислого газа в первичной и вторичной атмосфере.

Источники углекислого газа на ранних этапах образования атмосферы Земли:

  • Окисление метана,
  • Дегазация мантии Земли,
  • Выветривание горных пород.

Содержание углекислоты в атмосфере ранней Земли было весьма значительно. Однако большая ее часть растворялась в водах гидросферы, где участвовала в постройке раковин различных водных организмов, биогенным путем превращаясь в карбонаты.

На рубеже протерозоя и палеозоя (ок. 600 млн. л.н.) содержание углекислого газа в атмосфере уменьшилось и составило всего лишь десятые доли процента от общего объема газов в атмосфере.

Современного уровня содержания в атмосфере углекислый газ достиг лишь 10-20 млн. лет назад.

Образование и эволюция кислорода в первичной и вторичной атмосфере Земли.

Источники кислорода на ранних этапах образования атмосферы Земли:

  • Дегазация мантии Земли – практически весь кислород тратился на окислительные процессы.
  • Фотодиссоциация воды (разложения на молекулы водорода и кислорода) в атмосфере под действием ультрафиолетового излучения - в результате в атмосфере появились свободные молекулы кислорода.
  • Переработка углекислоты в кислород эукариотами. Появление свободного кислорода в атмосфере привело к гибели прокариот (приспособленных к жизни в восстановительных условиях) и появлению эукариот (приспособившихся жить в окислительной среде).

Изменение концентрации кислорода в атмосфере Земли.

Архей - первая половина протерозоя – концентрация кислорода 0,01% современного уровня (точка Юри). Практически весь возникающий кислород расходовался на окисление железа и серы. Это продолжалось до тех пор, пока все двухвалентное железо, находящееся на поверхности земли, не окислилось. С этого момента кислород стал накапливаться в атмосфере.

Вторая половина протерозоя – конец раннего венда – концентрация кислорода в атмосфере 0,1% от современного уровня (точка Пастера).

Поздний венд - силурийский период. Свободный кислород стимулировал развитие жизни - анаэробный процесс брожения сменился энергетически более перспективным и прогрессивным кислородным метаболизмом. С этого момента накопление кислорода в атмосфере происходило довольно быстро. Выход растений из моря на сушу (450 млн. л. н.) привел к стабилизации уровня кислорода в атмосфере.

Середина мелового периода. Окончательная стабилизация концентрации кислорода в атмосфере связана с появлением цветковых растений (100 млн. л. н.).

Образование и эволюция азота в первичной  и вторичной атмосфере Земли.

Азот образовался на ранних стадиях развития Земли за счет разложения аммиака. Связывание атмосферного азота и захоронение его в морских осадках началось с появлением организмов. После выхода живых организмов на сушу, азот стал захороняться и в континентальных осадках. Процесс связывания азота особенно усилился с появлением наземных растений.

Таким образом, состав атмосферы Земли определял особенности жизнедеятельности организмов, способствовал их эволюции, развитию и расселению по поверхности земли. Но в истории Земли бывали порой и сбои в распределении газового состава. Причиной этого служили различные катастрофы, которые не раз возникали в течение криптозоя и фанерозоя. Эти сбои приводили к массовым вымираниям органического мира.

Состав древней и современной атмосферы Земли в процентном соотношении приведен в таблице 1.

 

Таблица 1. Состав первичной и современной атмосферы Земли.

Газы

Состав земной атмосферы

Первичная атмосфера, %

Современная атмосфера, %

Азот N2

1,5

78

Кислород О2

0

21

Озон О3

-

10-5

Углекислый газ СО2

98

0,03

Оксид углерода СО

-

10-4

Водяной пар

0,4

0,1

Аргон Аr

0,19

0,93


Это была статья "Образование атмосферы Земли. Первичная и вторичная атмосфера Земли". Далее читайте: "Состав современной атмосферы Земли. Общие данные."


Статьи по теме "Атмосфера Земли":

 

Избранные статьи сайта Wonderful-planet.ru. Рекомендовано Google: Избранные мировые новости. Рекомендовано СМИ2:


Наша группа ВКонтакте. Присоединяйтесь! Будем изучать планету вместе!

 

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

 

Уважаемые посетители!
Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно
Вашему желанию.


 


 

Состав атмосферы ЗемлиСовременная атмосфера Земли состоит из смеси газов и различных примесей (кристаллы льда, пыль, капли воды, морские соли, продукты горения).

Объем газов, содержащихся в атмосфере, практически постоянен. Исключение составляют лишь вода (H2O) и углекислый газ (CO2). Содержание воды в атмосфере Земли зависит от географической широты и колеблется в пределах от 0,2 % до 2,5 % от общего объема. Вода в атмосфере является важным аккумулятором тепла и содержится в основном в нижних слоях атмосферы. С увеличением высоты концентрация воды в атмосфере неуклонно падает.

Таблица 1. Состав сухого воздуха атмосферы Земли.

Газ

Содержание
по объёму, %

Содержание
по массе, %

Азот

78,084

75,50

Кислород

20,946

23,10

Аргон

0,932

1,286

Углекислый газ

3,95·10−2

Неон

1,82·10−3

1,3·10−3

Гелий

4,6·10−4

7,2·10−5

Метан

1,7·10−4

Криптон

1,14·10−4

2,9·10−4

Водород

5·10−5

7,6·10−5

Ксенон

8,7·10−6

Закись азота

5·10−5

7,7·10−5

 

Кроме перечисленных в таблице газов, в состав атмосферы Земли входят следующие вещества: Cl2 SO2, NH3, СО, O3, NO2, углеводороды, HCl, HF, HBr, HI, пары Hg, I2, Br2, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. Реже всего в составе атмосферы Земли встречается радон (Rn).

До высоты 100-120 км, вследствие полного перемешивания воздуха, состав атмосферы однороден. Соотношение между азотом и кислородом постоянно. Выше преобладают инертные газы, водород и др.

На высотах 200-800 км соотношение газов в составе атмосферы изменяется, например, кислород преобладает над азотом в 10-100 раз.

Для тропосферы характерно наличие атмосферных аэрозолей – взвешенных твердых и жидких частиц. Это примеси естественного или искусственного происхождения (пыль, продукты горения, соли, споры и пыльца растений и др.), имеющие различный химический состав, физические свойства, размеры и форму.

 

Это была статья "Состав современной атмосферы Земли. Общие данные". Далее читайте: "Азот в составе атмосферы – содержание в атмосфере 78%."

 


 

Статьи по теме "Атмосфера Земли":

 


Избранные статьи сайта Wonderful-planet.ru. Рекомендовано Google: Избранные мировые новости. Рекомендовано СМИ2:


Наша группа ВКонтакте. Присоединяйтесь! Будем изучать планету вместе!

 

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

 

Уважаемые посетители!
Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно
Вашему желанию.


 


 

Роль Азота в атмосфере Земли.

Азот – главный элемент атмосферы Земли. Основная его роль – регулировка темпов окисления путем разбавления кислорода. Таким образом азот влияет на скорость и напряженность биологических процессов.

Существует два взаимосвязанных между собой пути извлечения азота из атмосферы Земли:

  • 1)      неорганический,
  • 2)      биохимический.


Рисунок 1. Геохимический круговорот азота (В.А. Вронский, Г.В. Войткевич)

Геохимический круговорот азота. Азот в атмосфере Земли

Неорганическое извлечение азота из атмосферы Земли.

В атмосфере Земли под действием электрических разрядов (во время грозы) или в процессе фотохимических реакций (солнечная радиация) образуются соединения азота (N2O, N2O5, NO2, NH3 и др.). Эти соединения, растворяясь в дождевой воде, вместе с осадками выпадают на землю, попадая в почву и воду океанов.

Биологическое связывание азота

Биологическое связывание атмосферного азота осуществляется:

  • - в почве - клубеньковыми бактериями в симбиозе с высшими растениями,
  • - в воде - микроорганизмами планктона и водорослями.

Количество биологически связанного азота значительно больше неорганически зафиксированного.

Как азот попадает обратно в атмосферу Земли?

Остатки живых организмов разлагаются в результате воздействия многочисленных микроорганизмов. В процессе этого азот, входящий в состав белков организмов, претерпевает ряд превращений:

  • - в процессе разложения белков образуются аммиак и его производные, попадающие затем в воздух и в воду океанов,
  • - в дальнейшем аммиак и другие азотосодержащие органические соединения под воздействием бактерий Nitrosomonas и нитробактерий образуют различные окислы азота (N2O, NO, N2O3 и N2O5). Этот процесс называется нитрификацией,
  • - азотная кислота при взаимодействии с металлами дает соли. Эти соли подвергаются влиянию денитрифицирующих бактерий,
  • - в процессе денитрификации образуется элементарный азот, возвращающийся обратно в атмосферу (примером могут служить подземные газовые струи, состоящие из чистого N2).

Где содержится азот?

Азот в атмосферу Земли поступает в процессе извержения вулканов в виде аммиака. Попадая в верхние слои атмосферы аммиак (NH3) окисляется и высвобождает азот (N2).

Азот также захороняется в осадочных горных породах и содержится в больших количествах в битуминозных отложениях. Однако этот азот также попадает в атмосферу в процессе регионального метаморфизма этих пород.

 

  • Таким образом, главной формой присутствия азота на поверхности нашей планеты является молекулярный азот (N2) в составе атмосферы Земли.

 

Это была статья "Азот в составе атмосферы Земли – содержание в атмосфере 78%.". Далее читайте: "Кислород в составе атмосферы Земли - содержание в атмосфере 21%."


Статьи по теме "Атмосфера Земли":

 

Избранные статьи сайта Wonderful-planet.ru. Рекомендовано Google: Избранные мировые новости. Рекомендовано СМИ2:


Наша группа ВКонтакте. Присоединяйтесь! Будем изучать планету вместе!

 

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

 

Уважаемые посетители!
Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно
Вашему желанию.


 


 

Кислород в атмосфере Земли.

Кислород играет очень большую роль в жизни нашей планеты. Он используется живыми организмами для дыхания, входит в состав органического вещества (белки, жиры, углеводы). Озоновый слой атмосферы (О3) задерживает опасную для существования жизни солнечную радиацию.

Содержание кислорода в составе атмосферы Земли примерно равно 21%. Это второй по распространению газ в атмосфере после азота. В атмосфере он содержится в виде молекул О2. Однако в верхних слоях атмосферы происходит разложение кислорода на атомы (процесс диссоциации) и на высоте примерно 200 км отношение атомарного кислорода к молекулярному становится примерно 1:10.

В верхних слоях атмосферы Земли под воздействием солнечного излучения образуется озон (О3). Озоновый слой атмосферы защищает живые организмы от действия губительного ультрафиолетового излучения.

Содержание свободного кислорода в атмосфере Земли указывает на установившийся баланс между производящими кислород организмами и процессами поглощения (окисление органики, деструкция вещества мертвых организмов). Обновление кислорода в атмосфере происходит за 3-4 тысячи лет.

Эволюция содержания кислорода в атмосфере Земли.

Первичная атмосфера ЗемлиВ самом начале развития Земли свободного кислорода в атмосфере было очень мало. Он возникал в верхних слоях атмосферы в процессе фотодиссоциации углекислого газа и воды. Но практически весь образовавшийся кислород расходовался на окисление других газов и поглощался земной корой.

На определенном этапе развития Земли ее углекислая атмосфера перешла в азотно-кислородную. Содержание кислорода в атмосфере стало стремительно расти с появлением в океане автотрофных фотосинтезирующих организмов. Увеличение кислорода в атмосфере привело к окислению многих компонентов биосферы. Сначала кислород в докембрийских морях поглощался закисным железом, но после того, как содержание растворенного железа в океанах значительно уменьшилось, кислород стал накапливаться в гидросфере, а затем и в атмосфере Земли.

Роль биохимических процессов живого вещества биосферы в образовании кислорода все возрастала. С появлением растительного покрова на материках наступил современный этап в развитии атмосферы Земли. В атмосфере Земли установилось постоянное содержание свободного кислорода.

В настоящее время количество кислорода в атмосфере Земли сбалансировано таким образом, что количество производимого кислорода равно количеству поглощаемого. Убыль кислорода в атмосфере в результате процессов дыхания, гниения и горения возмещается кислородом, выделяющимся при фотосинтезе.

Круговорот кислорода в природе.

Геохимический круговорот кислорода связывает газовую и жидкую оболочки с земной корой.

Его основные моменты:

  • выделение свободного кислорода при фотосинтезе,
  • окисление химических элементов,
  • поступление предельно окисленных соединений в глубокие зоны земной коры и их частичное восстановление, в том числе за счет соединений углерода,
  • вынос оксида углерода и воды на поверхность земной коры и
  • вовлечение их в реакцию фотосинтеза.


Рис. 1. Схема круговорота кислорода в несвязанном виде.

Геохимический круговорот кислорода. Кислород в атмосфере Земли


Это была статья "Кислород в составе атмосферы Земли – содержание в атмосфере 21%.". Далее читайте: "Углекислый газ в атмосфере Земли."


Статьи по теме "Атмосфера Земли":

 

Избранные статьи сайта Wonderful-planet.ru. Рекомендовано Google: Избранные мировые новости. Рекомендовано СМИ2:


Наша группа ВКонтакте. Присоединяйтесь! Будем изучать планету вместе!

 

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

 

Уважаемые посетители!
Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно
Вашему желанию.



 

Роль углекислого газа в атмосфере Земли.

Роль углекислого газа в атмосфере Земли очень велика. Углекислый газ принимает участие в образовании всего живого вещества планеты и вместе с молекулами воды и метана создает так называемый «оранжерейный (парниковый) эффект».

Роль углекислого газа (CO2, двуокись или диоксид углерода) в жизнедеятельности биосферы состоит прежде всего в поддержании процесса фотосинтеза, который осуществляется растениями.

Являясь парниковым газом, двуокись углерода в воздухе оказывает влияние на теплообмен планеты с окружающим пространством, эффективно блокируя переизлучамое тепло на ряде частот, и таким образом участвует в формировании климата планеты

В последнее время наблюдается увеличение концентрации углекислого газа в воздухе, что ведет к изменению климата Земли.

Содержание углерода в атмосфере Земли.

Углерод (С) в атмосфере содержится в основном в виде углекислого газа (СО2) и в небольшом количестве в виде метана (СН4), угарного газа и других углеводородов.

Содержание углекислого газа (СО2) в атмосфере в настоящее время колебался в пределах от 393 ppm (0,0393 %) до 397 ppm (0,0397 %), метана ~1,7 ppm, на два порядка меньше, чем СО2; содержание СО ~0,1 ppm.

Для газов атмосферы Земли применяют понятие «время жизни газа». Это время, за которое газ полностью обновляется, т.е. время, за которое в атмосферу поступает столько же газа, сколько в нем содержится. Так вот, для углекислого газа это время составляет 3-5 лет, для метана – 10-14 лет. СО окисляется до СО2 в течение нескольких месяцев.

В биосфере значение углерода очень велико, так как он входит в состав всех живых организмов. В пределах живых существ углерод содержится в восстановленном виде, а вне пределов биосферы – в окисленном. Таким образом, формируется химический обмен жизненного цикла: СО2 ↔ живое вещество.

Источники углерода в атмосфере Земли.

Источником первичной углекислоты являются вулканы, при извержении которых в атмосферу выделяется огромное количество газов. Часть этой углекислоты возникает при термическом разложении древних известняков в различных зонах метаморфизма.

Также углерод поступает в атмосферу Земли в виде метана в результате анаэробного разложения органических остатков. Метан под воздействием кислорода быстро окисляется до углекислого газа. Основными поставщиками метана в атмосферу являются тропические леса и болота.

В свою очередь углекислый газ атмосферы является источником углерода для других геосфер - литосферы, биосферы и гидросферы.

Миграция СО2 в биосфере.

Миграция СО2 протекает двумя способами:

- При первом способе СО2 поглощается из атмосферы Земли в процессе фотосинтеза и участвует в образовании органических веществ с последующем захоронением в земной коре в виде полезных ископаемых: торфа, нефти, горючих сланцев.

- При втором способе углерод участвует в создании карбонатов в гидросфере. СО2 переходит в Н2СО3, НСО3-1, СО3-2. Затем с участием кальция (реже магния и железа) происходит осаждение карбонатов биогенным и абиогенным путем. Возникают мощные толщи известняков и доломитов. По оценке А.Б. Ронова, соотношение органического углерода (Сорг) к углероду карбонатному (Скарб) в истории биосферы составляло 1:4.

Геохимический круговорот углерода.

Круговорот углерода в природе. Углекислый газ в атмосфере Земли.Извлечение углекислого газа из атмосферы.

Углекислый газ из атмосферы Земли извлекается зелеными растениями в процессе фотосинтеза, который осуществляется посредством пигмента хлорофилла, использующего энергию солнечного излучения. Полученный из атмосферы углекислый газ растения преобразуют в углеводы и кислород.  Углеводы участвуют в образовании органических соединений растений, а кислород выделяется обратно в атмосферу.

Связывание углекислого газа.

В активном круговороте углерода участвует очень небольшая часть всей его массы. Огромное количество угольной кислоты законсервировано в виде ископаемых известняков и других пород. Между углекислым газом атмосферы Земли и водой океана, в свою очередь, существует подвижное равновесие.

Благодаря высокой скорости размножения растительные организмы (особенно низшие микроорганизмы и морской фитопланктон) продуцируют в год около 1,5-1011 т углерода в виде органической массы, что соответствует 5,86-1020 Дж (1,4-1020 кал) энергии.

Растения частично поедаются животными, при отмирании которых органическое вещество  отлагается в виде сапропеля, гумуса, торфа, которые, в свою очередь, дают начало многим другим каустобиолитам - каменным углям, нефти, горючим газам.

В процессах распада органических веществ, их минерализации огромную роль играют бактерии (например, гнилостные), а также многие грибы (например, плесневые).

Основные запасы углерода находятся в связанном состоянии (в основном в составе карбонатов) в осадочных породах Земли, значительная часть растворена в водах океана, и относительно небольшая – присутствует в составе воздуха.

Отношение количеств углерода в литосфере, гидросфере и атмосфере Земли, по уточненным расчетам, составляет 28 570 : 57 : 1.

Как углекислый газ возвращается снова в атмосферу Земли?

Углекислый газ выделяется в атмосферу Земли:

- в процессе дыхания живых организмов и разложения их трупов, распада карбонатов, процессов брожения, гниения и горения;

- зеленые растения, днем поглощая углекислый газ из атмосферы в процессе фотосинтеза, ночью некоторую его часть возвращают обратно;

- в результате деятельности вулканов, газы которых состоят в основном из углекислого газа и паров воды. Современный вулканизм в среднем приводит к выделению 2·108 тонн CO2 в год, что составляет величину менее 1 % от антропогенной эмиссии (выделенной в результате человеческой деятельности);

- в результате индустриальной деятельности человека, в последние годы занявшей особое место в круговороте углерода. Массовое сжигание ископаемого топлива ведет к возрастанию содержания углерода в атмосфере, так как только 57% процентов производимого человечеством углекислого газа перерабатывается растениями и поглощается гидросферой. Массовая вырубка лесов также ведет к увеличению концентрации углекислоты в воздухе.

 

Это была статья "Углекислый газ в составе атмосферы Земли.". Далее читайте: "Аргон в составе атмосферы Земли - содержание в атмосфере 1%."



Статьи по теме "Атмосфера Земли":

 

 Избранные статьи сайта Wonderful-planet.ru. Рекомендовано Google: Избранные мировые новости. Рекомендовано СМИ2:


Наша группа ВКонтакте. Присоединяйтесь! Будем изучать планету вместе!

 

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

 

Уважаемые посетители!
Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно
Вашему желанию.



Аргон в составе атмосферы ЗемлиСодержание аргона в составе атмосферы Земли.

Аргон – инертный газ (благородный, редкий), третий по распространению (после азота (78%) и кислорода (21%)) в составе атмосферы. Инертными называются газы, состоящие из одного атома (для сравнения, кислород О2 состоит из двух атомов) и практически не вступающие в реакцию ни с какими другими веществами. К инертным газам также относятся гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Xe) и радиоактивный радон (Rn). В последнее время к этой группе также причисляют унуноктий (Uuo), синтез которого впервые был осуществлен только в 2002 году.

Содержание аргона в составе атмосферы Земли оценивается в 0,934 % по объему и 1,288 % по массе, а в количественном выражении - 4·1014 т. Из всех инертных газов в составе земной атмосферы аргон наиболее распространен: в 1 м³ воздуха содержится 9,34 л аргона (для сравнения: в том же объеме воздуха содержится 18,2 см³ неона, 5,2 см³ гелия, 1,1 см³ криптона, 0,09 см³ ксенона).

Содержание аргона в литосфере Земли — 4·10−6 % по массе. В каждом литре морской воды растворено 0,3 см³ аргона, в пресной воде его содержится 5,5·10−5 — 9,7·10−5 %. Его содержание в Мировом океане оценивается в 7,5·1011 т, а в изверженных породах земной коры — 16,5·1011 т

Образование и источники аргона.

Несмотря на различие количественного содержания инертных газов в атмосфере, все они имеют две отличительные особенности:

  • Накопление этих газов в атмосфере Земли необратимо, т.е. они практически не участвуют в биологических круговоротах Земли.
  • Инертные газы образуются в результате радиоактивного распада определенных неустойчивых изотопов.

Инертные газы (в том числе и аргон) бывают двух типов:

Первичные – газы, захваченные Землей из космического пространства в период образования планеты. В природе встречаются очень редко. Первичный аргон представлен изотопами 36Аr и 38Аr, которые практически не входят в состав атмосферы Земли.

Радиогенные – газы, являющиеся продуктами распада естественных радиоактивных элементов (урана, тория, калия) в недрах планеты. В состав атмосферы входит радиогенный аргон, представленный изотопом 40Аr.  Радиогенный аргон образуется и накапливается в калийсодержащих земных породах в результате распада изотопа 40К путем электронного захвата: 40К + е → 40Аr. Таким образом, объем накопленного аргона в породе зависит от возраста породы и количества калия в составе. (По тому же принципу содержание гелия в породах зависит от возраста породы и количества тория и урана.)

Как аргон попадает в атмосферу Земли? 

Аргон и гелий из недр земли попадают в атмосферу следующими способами:

  • Во время извержений вулканов,
  • Через трещины в земной коре в виде газовых струй,
  • При выветривании горных пород.

На современном этапе развития Земли поступление аргона и гелия в атмосферу очень незначительно. Основная часть этих газов накапливается в земной коре. Исходя из этого, ученые сделали вывод, что весь аргон, содержащийся в атмосфере, поступил в нее на ранних этапах развития нашей планеты. В более позднее время в результате вулканической деятельности и в процессе выветривания горных пород состав атмосферы обогатился аргоном весьма незначительно.

Весь аргон, выделенный в атмосферу Земли в течение геологического периода образования Земли, остался в пределах планеты, так как является довольно тяжелым газом (аргон тяжелее азота почти в полтора раза). (Для сравнения: гелий, являясь легким газом, практически весь улетучивался в космическое пространство, поэтому его содержание в составе атмосферы Земли весьма незначительно – около 5*10-4%).

 

Это была статья "Аргон в составе атмосферы Земли - содержание в атмосфере 1%." Далее читайте "Вода в атмосфере Земли и гидрологический цикл."

 


Статьи по теме "Атмосфера Земли":

 

 Избранные статьи сайта Wonderful-planet.ru. Рекомендовано Google: Избранные мировые новости. Рекомендовано СМИ2:


Наша группа ВКонтакте. Присоединяйтесь! Будем изучать планету вместе!

 

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

 

Уважаемые посетители!
Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно
Вашему желанию.


 


Содержание воды в атмосфере ЗемлиСодержание воды в атмосфере Земли.

Вода в атмосфере Земли содержится:

- в виде пара (водяной газ, образующийся в процессе испарения воды),
- в жидком состоянии (облачные элементы в виде капель воды, дождевые капли),
- в замерзшем состоянии (облачные элементы в виде ледяных кристаллов, снежинки, градины).

Отличительной особенностью воды от других составных элементов атмосферы Земли, является то, что ее содержание в атмосфере постоянно меняется.

Содержание воды в атмосфере Земли зависит от:

  • - температуры воздуха,
  • - состояния испаряющей поверхности.

В арктических странах температура воздуха очень низкая, поэтому в атмосфере содержится очень малое, с трудом поддающееся измерению, количество воды – т.е. воздух является сухим. В жарких же странах, где процесс испарения идет очень интенсивно, наоборот, количество воды в атмосфере Земли может достигать 4% и воздух является очень влажным.

Единицы измерения содержания воды в атмосфере Земли.

Парциальное давление водяного пара.

Парциальное давление (гПа) – давление отдельно взятого компонента в газовой смеси, в нашем случае, паров воды в атмосфере. Т.е., парциальное давление водяного пара  – это давление, которое имел бы водяной пар, если бы он занимал объем, равный объему газовой смеси, в которой он находится (при той же температуре).

Газы всегда вытекают из области с высоким парциальным давлением в область с более низким давлением; и чем больше разница, тем быстрее поток.

При повышении температуры воздуха, процесс испарения становится все интенсивнее, в воздух поступает все большее количество молекул воды, и парциальное давление паров воды увеличивается.

Когда достигается равновесие между количеством молекул, покидающих воду и возвращающихся в нее, давление становится равновесным, а пар – насыщенным. При новом повышении температуры для поддержания насыщенности водяного пара, необходимо новое поступление молекул воды в воздух.

  • Таким образом, чем выше температура воздуха, тем большее количество водяного пара может содержаться в воздухе и тем выше равновесное парциальное давление пара.

При понижении температуры воздуха начинается отток молекул воды из атмосферы Земли. Это происходит путем конденсации паров воды. Так, при охлаждении температуры воздуха, под утро выпадает роса, а если подморозит, то образуется иней.

Абсолютная влажность воздуха

Абсолютная влажность воздуха (г/м3) – масса водяного пара в граммах, содержащаяся в 1 куб. м. воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе.

Абсолютная влажность воздуха зависит от температурного режима и переноса (адвекции) влаги с океаническими массами воздуха. При одной и той же температуре воздух может поглотить вполне определенное количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения.

Абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения носит название влагоёмкости. Влагоемкость воздуха увеличивается с повышением температуры.

Зависимость количества водяного пара в насыщенном воздухе от температуры воздуха.

Зависимость количества водяного пара в насыщенном воздухе от температуры воздуха. Вода в атмосфере Земли.

Относительная влажность воздуха

Относительная влажность воздуха (%) – отношение фактически содержащегося в воздухе пара к максимально возможному (насыщенному) при данной температуре. Например, если относительная влажность равна 100%, то можно сказать, что воздух максимально заполнен парами воды. Если же относительная влажность воздуха равна 10%, то паров воды в атмосфере находится всего 10% от максимально возможного.

При низкой относительной влажности и высокой температуре воздух стремится к насыщению, поэтому процессы испарения воды идут очень интенсивно: быстро сохнет белье, высыхают лужи, испаряются реки и др. Человек легче переносит жару в условиях низкой относительной влажности воздуха, так как пот с поверхности тела испаряется очень быстро, тем самым принося ощущение прохлады.

Воздух в зависимости от насыщения водяными парами бывает:

  • сухой - до 55%,
  • умеренно сухой - от 56 до 70%,
  • умеренно влажный - от 71 до 85%,
  • очень влажный - выше 86%.

Влияние влажности воздуха на организм человека:

Сухой воздух :

  • Вызывает усиленное испарение влаги с кожи, растений и предметов мебели.
  • Сухая слизистая носа – причина частых насморков и ОРЗ.
  • Кожа стареет и теряет эластичность, что влияет на обмен веществ.

Повышенная влажность:

  • При высокой температуре способствует перегреванию организма, а при низкой - переохлаждению.
  • Так как вода лучше проводит тепло, чем воздух, нам холоднее при высокой влажности, чем при низкой.

Гидрологический цикл.

Гидроогический цикл. Вода в атмосфере Земли.Вода в природе находится в постоянном движении. С поверхности земли, морей, рек, озер и океанов она испаряется в атмосферу. С поверхности океанов ежегодно испаряется 5,05·108 Мт, а с поверхности материков 0,72·108 Мт воды. В атмосфере вода переносится над поверхностью земли воздушными массами, конденсируется и возвращается на землю в виде осадков. Часть вернувшейся воды впитывается в землю, часть вновь испаряется, часть попадает в реки и течет к океану, чтобы в конце концов испариться с его поверхности в атмосферу Земли. Этот процесс называется гидрологическим циклом.

В гидрологическом цикле участвует около 12-14 тыс. км3 воды. Если равномерно распределить всю эту воду по поверхности земного шара, то получится слой толщиной 25 мм.

Составляющие годового водного баланса океана, суши и всей Земли.

В целом для земного шара характерно равенство объемов осадков и испарения, по 577,1 тыс. км3/год, однако как выпадение осадков, так и испарение между сушей и океанами распределено неравномерно.

На сушу в виде осадков ежегодно выпадает 119,1 тыс. км3 воды. Из них 72,3 км3 воды обратно испаряется в атмосферу Земли, а оставшиеся 46,8 км3 – стекают в океан. Т.е., над сушей количество воды, выпадающей в виде осадков, больше, чем количество испаряющейся воды. Над поверхностью океанов мы наблюдаем обратную картину: количество испаряющейся воды больше количества осадков за счет тех самых 46,8 км3 воды, которые стекают в океан с суши.

Таким образом, благодаря гидрологическому циклу и постоянной циркуляции воды в природе, осадков на Земле выпадает в 40 раз больше, чем содержится водяного пара в атмосфере.

Таблица 1. Составляющие годового водного баланса океана, суши и всей Земли

Элементы водного баланса

Объем, тыс.км3/год

Слой,

 мм/год

%

Земной шар (площадь - 510·106 км2)

Осадки

577,1

1130

100

Испарение

577,1

1130

100

Суша (площадь - 149·106 км2)

Осадки

119,1

800

100

Сток

46,8

315

39,3

Испарение

72,3

485

60,7

Мировой океан (площадь - 361·106 км2)

Осадки

485

1270

90,7

Сток

46,8

130

9,3

Испарение

504,8

1400

100

 

Время жизни водяного пара в атмосфере Земли.

Ежегодно на Земле происходит около 45 циклов «испарение-осадки». «Время жизни» водяного пара в атмосфере составляет 8-10 суток, что намного меньше других составляющих атмосферы. К примеру, время жизни углекислого газа в атмосфере Земли 3-5 лет, а кислорода – около 3-4 тысяч лет.

Короткое время жизни водяного пара в атмосфере не мешает ему переноситься воздушными массами от места испарения до места выпадения в виде осадков на огромные расстояния. Скорость зонального переноса водяного пара (перенос по широте) составляет в среднем 220 км/сут. За один оборот вокруг Земли водяной пар сменяется в среднем 13,5 раз.

Роль водяного пара (воды) в атмосфере Земли.

Водяной пар (вода) в атмосфере Земли играет очень важную роль:

- определяя погодные условия (в процессе гидрологического цикла);

- участвуя в энергетических процессах (На землю в виде осадков ежегодно выпадает в среднем 577 тысяч куб. км воды. На испарение такого колоссального количества воды затрачивается 25% солнечной энергии, поступающей на Землю (в количественном выражении это составляет 1024 Дж/год). Это тепло при конденсации пара возвращается в атмосферу в форме «скрытого тепла конденсации».);

- являясь важнейшим фактором парникового эффекта (благодаря водяному пару в атмосфере температура у поверхности земли на 20°С выше, чем была бы при его отсутствии);

- формируя тепловой режим земной поверхности и атмосферы путем активного поглощения инфракрасного излучения (поглощая тепловое излучение Земли, водяной пар не дает ему уйти в окружающее космическое пространство и препятствует охлаждению земного шара, т.е. водяной пар в атмосфере выступает в роли теплоизолирующей оболочки планеты.)

 

Это была статья "Вода в атмосфере Земли и гидрологический цикл.".  

 


Статьи по теме "Атмосфера Земли":

 

 Избранные статьи сайта Wonderful-planet.ru. Рекомендовано Google: Избранные мировые новости. Рекомендовано СМИ2:


Наша группа ВКонтакте. Присоединяйтесь! Будем изучать планету вместе!

 

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

 

Уважаемые посетители!
Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно
Вашему желанию.


ФотоMIX

Наверх

wonderful-planet.ru Tic/PR Цена wonderful-planet.ru Яндекс.Метрика