Das Erdatmosphäre Es ist die Gasschicht, die den Planeten von der Erdoberfläche bis zu einer diffusen Grenze in ungefähr 10.000 km Höhe umgibt. Diese Schicht wird aufgrund der Schwerkraft der Erde um den Planeten herum gehalten und besteht aus einer Mischung von Gasen, die wir Luft nennen..
Der am häufigsten vorkommende Bestandteil der Erdatmosphäre ist Stickstoff (78%), gefolgt von Sauerstoff (21%) und Argon (0,9%) sowie anderen in winzigen Mengen wie Wasserdampf und Kohlendioxid.
Diese gasförmige Masse ist in 5 Grundschichten um den Planeten angeordnet und erfüllt wichtige Funktionen wie den Schutz des Planeten vor dem Aufprall kleiner Meteoriten, die Filterung ultravioletter Strahlung, die Speicherung von Wärme und die Ermöglichung der Existenz von flüssigem Wasser..
Ebenso bildet die Atmosphäre das Klima der Erde und ermöglicht den Flug verschiedener Arten, einschließlich des Fluges von Flugzeugen. Aber die Atmosphäre war nicht immer so wie sie heute ist, da sie aus der Entstehung des Planeten stammt und sich seitdem weiterentwickelt hat..
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Die Erdatmosphäre besteht aus einer Kombination von Gasen, die Luft genannt werden. Die Zusammensetzung der Luft variiert im Konzentrationsgradienten, der von der Erdoberfläche bis zur Grenze mit dem Weltraum reicht..
Wenn wir über die Zusammensetzung der Atmosphäre sprechen, beziehen wir uns auf die Zusammensetzung der Luft in der Troposphäre, die mit der Oberfläche des Planeten in Kontakt steht. In dieser Schicht befindet sich die höchste Luftkonzentration, in deren Gasgemisch Stickstoff enthalten ist ( N.zwei) und Sauerstoff (O.zwei).
Stickstoff macht 78% der Gesamtmenge aus, während Sauerstoff 21% einnimmt und etwa 1% von verschiedenen anderen Gasen abzieht. Unter diesen ist in erster Linie Argon, das die fehlenden 1% fast vervollständigt und die anderen Gase in extrem kleinen Mengen zurücklässt.
Unter diesen anderen Gasen ist Kohlendioxid (CO₂), die, obwohl sie nur ungefähr 0,041% erreicht, aufgrund menschlicher Aktivität zunimmt. Wasserdampf hat eine variable Konzentration von bis zu 0,25%. Diese Gase haben oxidierende Eigenschaften, weshalb die Erdatmosphäre diese Qualität hat.
Die Erdatmosphäre besteht aus 5 Schichten:
Die Troposphäre erstreckt sich vom Boden bis zu einer Höhe von 12 bis 20 km und ihr Name leitet sich vom Präfix ab Tropen = Änderung aufgrund des sich ändernden Charakters. Es ist an den Polen am dünnsten und am Äquator am breitesten..
Drei Viertel der Masse der Gase in der Atmosphäre sind aufgrund der Anziehungskraft der Erdgravitation in der Troposphäre konzentriert. In dieser Schicht ist Leben auf der Erde möglich und es treten meteorologische Phänomene und Flüge von Verkehrsflugzeugen auf..
Atmosphärische biogeochemische Zyklen treten auch in der Troposphäre auf, wie der Sauerstoff-, Wasser- und CO-Zyklus.₂ und Stickstoff. In dieser Schicht nimmt die Temperatur mit der Höhe ab, und die Grenze zwischen ihr und der nächsten Schicht wird als Tropopause bezeichnet..
Es befindet sich zwischen 12 und 20 km über der Erdoberfläche bis zu ca. 50 km und ist durch die Luftdichte in zwei Schichten getrennt. In der unteren sammelt sich die schwerste kalte Luft und in der oberen die leichtere warme Luft. Daher leitet sich der Name vom Präfix ab Schichten= Schichten.
Die Grenze zwischen dieser und der nächsten Schicht wird als Stratopause bezeichnet. Darin ist wiederum eine grundlegende Schicht für das Leben auf der Erde, wie die Ozonschicht.
Da diese Schicht Wärme absorbiert, nimmt die Temperatur der Stratosphäre mit der Höhe zu, im Gegensatz zu dem, was in der Troposphäre geschieht..
Es ist eine Schicht aus Ozon (O.3), die durch die biochemische Dissoziation von Sauerstoff (O) entstehtzwei) durch ultraviolette Sonnenstrahlung. Wenn diese Strahlung auf das Sauerstoffmolekül trifft, zerfällt sie in zwei Sauerstoffatome..
Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass atomarer Sauerstoff (O) sehr reaktiv ist, bindet er an Sauerstoffmoleküle (O.zwei) und bilden Ozon (O.3).
Sein Name kommt von Meso = mittel, weil es sich zwischen der Stratosphäre und der Thermosphäre befindet, ungefähr zwischen 50 und 80 km Höhe. Es ist die Schicht, in der die Meteore brennen und die Sternschnuppen bilden.
In diesem Bereich gibt es noch genügend Gas, um Reibung und Wärme zu erzeugen, was in den oberen Schichten nicht mehr der Fall ist. Die Grenze zwischen dieser und der nächsten Schicht wird als Mesopause bezeichnet..
Der Name dieser Ebene stammt von Thermosflasche = Hitze, da die Temperatur 4.500 Grad Fahrenheit (ca. 2.482 ºC) beträgt. Da jedoch nicht genügend Gasmoleküle vorhanden sind, wird diese Wärme nicht übertragen und es gibt auch keinen Schall..
Diese Schicht erstreckt sich zwischen 80 und 700 km Höhe, und es gibt die Internationale Raumstation und viele Satelliten mit niedriger Umlaufbahn. Die Grenze zwischen der Thermosphäre und der nächsten Schicht der Flammenatmosphäre in der Thermopause.
Es trägt den Namen, der vom Präfix abgeleitet ist exo = draußen, da es die äußerste Schicht der Erdatmosphäre ist; dahinter ist der Weltraum. Es liegt zwischen 700 und 10.000 km Höhe und ist die umfangreichste Schicht der Atmosphäre.
Dort überwiegen leichtere Gase wie Wasserstoff und Helium, jedoch in sehr geringer Dichte. Daher sind seine Moleküle weit voneinander entfernt, da es sich um einen sehr kalten Bereich ohne Sauerstoff handelt. In der Exosphäre befinden sich die meteorologischen Satelliten und die Satelliten mit hoher Umlaufbahn.
Die Atmosphäre hat eine Reihe von Funktionen, die die Bedingungen für die Existenz des Lebens, wie wir es kennen, ermöglichen.
Die Atmosphäre enthält die lebenswichtigen Gase, wie sie heute existieren, hauptsächlich Sauerstoff und CO.₂.
Dank der Existenz einer Schicht wie der Mesosphäre ist die Erdoberfläche vor dem Aufprall einer großen Anzahl kleiner Meteore geschützt. In dieser Schicht reicht die Luft, obwohl sie knapp ist, aus, um Reibung zu verursachen, und die Meteore brennen und fallen größtenteils auseinander..
Das Vorhandensein der Ozonschicht in der Stratosphäre filtert den größten Teil der ultravioletten Strahlung und verhindert, dass sie die Erdoberfläche erreicht. Dies ist von großer Bedeutung für verschiedene terrestrische Prozesse, einschließlich des Lebens, da diese Art von Strahlung Mutationen und Krebs verursacht..
Einige der atmosphärischen Gase ermöglichen den Eintritt von Strahlung, die die Erde erwärmt und Energie für die Photosynthese und andere Prozesse liefert. Während die erzeugte Wärme (langwellige Strahlung) teilweise zurückgehalten und zur Erde zurückreflektiert wird.
Dies ermöglicht die Aufrechterhaltung eines für das Leben auf dem Planeten günstigen Temperaturbereichs mit einer Durchschnittstemperatur von 15 ° C. In Abwesenheit der Atmosphäre würde die durchschnittliche Temperatur des Planeten -18 ºC betragen.
Die Variation während des Temperaturtages wird durch die tägliche Erwärmung der Luftschicht direkt über dem Boden durch Sonneneinstrahlung und deren nächtliche Abkühlung bestimmt. Obwohl diese Variation auch von anderen Parametern wie der Höhe, der vorhandenen Wolkenschicht, der Luftfeuchtigkeit und der atmosphärischen Instabilität beeinflusst wird..
Es ist die Anziehungskraft, die die Schwerkraft auf die Luftmasse über der Erde (Gewicht der Luft) ausübt, die je nach Temperatur variiert, da die Luft umso leichter ist, je wärmer sie ist. Die Kombination dieser Faktoren trägt zur Bildung des Klimas bei, indem die Winde und diese wiederum die Meeresströmungen erzeugt werden..
Zusätzlich reicht der atmosphärische Druck, den die Luft auf die Erdoberfläche ausübt, aus, um flüssiges Wasser auf der Erde zu haben..
Die Atmosphäre konzentriert den größten Teil der Luft in ihrer unteren Schicht, der Troposphäre, die eine bestimmte Dichte bestimmt. Diese Luftdichte ermöglicht den Flug von Vögeln, Insekten, fliegenden Säugetieren und den mechanisierten Flug von Menschen..
Winde werden durch Temperaturunterschiede verursacht, die in der Atmosphäre auf der Ebene der Troposphäre erzeugt werden und atmosphärische Druckunterschiede verursachen. Dies geschieht dank der Absorption von Wärme durch einige Gase, aus denen es besteht, wie Sauerstoff, CO₂ und der Wasserdampf.
Beim Erhitzen verringern diese Gase ihre Dichte, dh ihre Moleküle bewegen sich voneinander weg, werden leichter und beginnen zu steigen. Dies senkt den atmosphärischen Druck in diesem Bereich und erzeugt ein Vakuum, in das nahegelegene Luftmassen strömen und Winde bilden..
Diese verursachen wiederum Oberflächenströme, die dazu beitragen, die Wärme auf der Erde zu verteilen. Andererseits verteilen die Winde den Wasserdampf, der beim Verdampfen des Wassers entsteht, der beim Aufstieg abkühlt und kondensiert und Regen verursacht..
Die Bildung und Entwicklung der Erdatmosphäre ist Teil der Bildung und Entwicklung des Sonnensystems aus dem Urknall.
Es wird argumentiert, dass unser System aufgrund einer zufälligen Konzentration von Materie gebildet wurde, die sich im Raum bewegt und dreht. Es kam durch die Schwerkraft in dem zusammen, was später zum Zentrum des Sonnensystems werden sollte..
Anschließend kühlte sich die vom Zentrum am weitesten entfernte Materie unterschiedlich ab, und daher sind die kältesten Planeten diejenigen, die am weitesten von der Sonne entfernt sind und die zentrale Position einnehmen. Später wurden die Planeten durch Aggregation von Partikeln in unterschiedlichen Abständen vom Zentrum gebildet und weisen je nach Position unterschiedliche Eigenschaften auf..
Die sogenannte ProtoTierra wurde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren durch die Ansammlung kleiner felsiger Himmelskörper (Planetesimale genannt) gebildet. In diesem Fall bestanden diese Planetesimale aus Oxiden, Metallen und Silikaten..
Später konnte unser Planet aufgrund der geringeren Masse der Erde den größten Teil des Wasserstoffs und anderer leichter Gase nicht zurückhalten. Der Verlust von Gasen kühlte den Planeten und konsolidierte einen Kern, in dem die schwersten Elemente, Eisen und Nickel, konzentriert waren..
Während die leichteren wie die Silikate den Mantel und die Kruste bildeten, wurden die Gase als letzte Schicht konzentriert. In diesem Gebiet befanden sich jene Gase, die so leicht waren, dass sie der Schwerkraft des Planeten in Formation entkamen.
Es wird angenommen, dass die Atmosphäre in dieser Entwicklung drei grundlegende Phasen durchlaufen hat, darunter die primitive Atmosphäre, die sekundäre Atmosphäre und die biotische Atmosphäre..
Es wird geschätzt, dass der Planet vor 4,45 Milliarden Jahren seine erste Atmosphäre gebildet hat, nachdem sich das Stück, das den Mond gebildet hat, gelöst hat. Von dort aus erfolgte die planetarische Differenzierung in Kern, Mantel, Kruste und Atmosphäre..
Die Atmosphäre war aufgrund des Verlusts von leichten Gasen in den Weltraum während des Abkühlungsprozesses der Erde immer noch sehr instabil. Diese leichten Gase wie Neon, Argon und andere gingen in großen Anteilen verloren, weil sie sehr leicht waren..
In dieser Phase waren die dominierenden Gase diejenigen aus dem Solarnebel reduzierender Natur wie Wasserstoff (H.zwei). Wie andere aus vulkanischer Aktivität wie Kohlendioxid (CO₂), Stickstoff (N.zwei) und Wasserdampf (H.₂O), so dass diese Atmosphäre stark abnahm.
In einem Zeitraum von 100 bis 500 Millionen Jahren entwickelte sich die Atmosphäre vor etwa 4.000 Millionen Jahren zu einem schwachen reduzierenden Zustand. Dies war unter anderem auf das sogenannte große Spätbombardement zurückzuführen, bei dem kohlenstoff- und wasserreiche Asteroiden den Planeten trafen..
Meteoriten und Kometen enthalten nachweislich einen hohen Gehalt an Wasser, CO₂, Methan (CH4) und Ammoniak (NH3). Andererseits stieß die vulkanische Aktivität große Mengen an CO in die Atmosphäre aus.₂ und N.zwei.
In dieser Zeit tritt das Auftreten von Leben in der Atmosphäre mit der Aktivität von methanogenen Protobakterien vor etwa 4.000 Jahren auf. Diese Organismen verbrauchten COzwei und produzierte CH4, so dass das erste reduziert und das zweite dieser Gase erhöht wurde.
Es wird geschätzt, dass sich vor nicht mehr als 3,1 Milliarden Jahren die oxidierende biotische Atmosphäre zu bilden begann. Dies ist auf das Auftreten der ersten photosynthetisierenden Organismen zurückzuführen, die in der Lage sind, chemische Energie (Lebensmittel) aus Sonnenenergie zu erzeugen..
Ursprünglich handelte es sich um Cyanobakterien, die bei der Durchführung ihres Photosyntheseprozesses Sauerstoff als Abfall erzeugten. Dabei wurden große Mengen Sauerstoff in die Atmosphäre eingebracht, was vor etwa 2,4 Milliarden Jahren zu einer qualitativen Veränderung führte, die als großes oxidatives Ereignis bekannt war..
Die Zunahme des Sauerstoffs verursachte wiederum die Abnahme des Methans durch photochemische Rekombination. In ähnlicher Weise verursachte ultraviolette Strahlung die Dissoziation von O.zwei, Bildung von atomarem Sauerstoff (O), der sich mit molekularem Sauerstoff (O) verbindetzwei) Bildung von Ozon (O3).
Somit wurde zusätzlich zum N eine Ozonschicht in der Extratosphäre erzeugtzwei vertrieb die Vulkane, die zum dominierenden Gas wurden, weil es nicht sehr reaktiv ist und nicht leicht Mineralien bildet, weshalb es sich in der Atmosphäre ansammelt.
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