Склад атмосфери та її будова

Атмосфера - це газова оболонка, що оточує Землю. Атмосфера має «багатоповерхову» будову та ділиться на такі шари, як тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера й екзосфера. Склад сухого залишку атмосфери по всій її товщі майже однаковий. Але відрізняється його щільність і температура, а в нижньому шарі (тропосфері) підвищений вміст води, твердих часток, над грунтом - вуглекислого газу. Тропосфера включає близько 80% всієї маси атмосфери.

Головними компонентами атмосфери є азот (більше 78%) і кисень (більше 20%), а також ряд інших газів (до 1%) - аргон, неон, вуглекислий газ, метан, гелій, водень, криптон, ксенон, оксид азоту, озон, двоокис сірки. Деякі гази перебувають в атмосферному повітрі в слідових кількостях.

Склад газів

Азот в атмосфері міститься в значно більшій концентрації (78%), ніж інші гази. Близько трьох мільйонів років тому в результаті появи зелених рослин і, відповідно, фотосинтезу, в атмосферу у великих кількостях став виділятися кисень. При окисленні молекулярним киснем аміачно-водневої атмосфери з'явилася величезна кількість азоту. На даний час цей газ виділяється в атмосферу в процесі життєдіяльності мікроорганізмів, тому що цей хімічний елемент є складовою частиною білків рослинного і тваринного походження. Атмосферне повітря збагачується азотом в ході денітрифікації нітратів та деяких азотовмісних сполук. У верхніх шарах атмосфери азот піддається окисленню озоном до оксиду азоту. Вільний азот вступає в хімічні реакції тільки в особливих умовах, наприклад, при розряді блискавки. Азот бере участь у природному кругообігу речовин і в регуляції концентрації молекулярного кисню в атмосфері, не допускаючи його надмірного накопичення.

Кисень після азоту займає друге місце в процентному співвідношенні по об'ємному вмісту в атмосферному повітрі (20, 85%). Кардинальні зміни в складі атмосфери відбулися після появи на Землі живих організмів, зокрема, рослин, які в результаті фотосинтезу збагачують повітря киснем і поглинають вуглекислий газ. На початкових етапах розвитку атмосфери Землі виділений кисень витрачався на окислення аміаку, вуглеводнів, заліза. Коли даний період завершився, вміст кисню в повітрі поступово зростав. Атмосфера древньої планети стала набувати характерні риси сучасної. Придбання атмосферою окисних властивостей визначило появу змін в літосфері та біосфері. Кисень, що міститься в атмосфері, необхідний для протікання таких важливих для живих організмів процесів, як дихання, гниття, горіння. Таким чином, без цього хімічного елемента життя неможливе. В даний час практично весь вільний кисень надходить в атмосферу внаслідок фотосинтезу в клітинах рослин.

Важлива складова повітря - вуглекислий газ, який міститься в атмосфері в невеликих кількостях (0,03%). Його концентрація залежить від діяльності вулканів, хімічних процесів в оболонках Землі (мінеральні джерела, грунту, продукти гниття). Також велика кількість вуглекислого газу виділяється в атмосферу від промислових підприємств. Але основна маса даної сполуки потрапляє в атмосферу внаслідок біосинтезу і розкладання органічної речовини в біосфері нашої планети. Вуглекислий газ вважається обігрівачем Землі, так як він добре пропускає сонячну радіацію до поверхні планети і утримує тепло, випромінюване від неї.

Вміст інших газів в атмосфері незначний. Інертні гази, такі як неон, аргон, ксенон, надходять в атмосферу в результаті вулканічних вивержень і розпаду деяких радіоактивних елементів. Вчені вважають, що в земній атмосфері міститься така мала кількість благородних газів внаслідок їх постійного розсіювання в космічному просторі.

Крім газів, в атмосферному повітрі містяться водяні пари і тверді частинки у формі аерозолю. Концентрація водяної пари в повітрі збільшується через випаровування води з поверхні Землі. У різних областях його вміст відрізняється, також він може змінюватися протягом року. Опади і хмари формуються з водяної пари. Саме завдяки вмісту водяної пари, в атмосфері утримується близько 60% тепла від земної поверхні.

Тверді частки в атмосферному повітрі - це пил космічного і вулканічного походження, сольові кристали, дим, мікроорганізми, пилок рослинних організмів, тощо. Суспензії твердих часток зменшують сонячну радіацію, що надходить до поверхні Землі, а також прискорюють згущення водяної пари і формування хмар.