Dia tidak terlihat, namun kita tidak bisa hidup tanpanya.
Masing-masing dari kita memahami betapa pentingnya udara bagi kehidupan. Ungkapan “Ini sama pentingnya dengan udara” terdengar ketika berbicara tentang sesuatu yang sangat penting bagi kehidupan seseorang. Kita tahu sejak kecil bahwa hidup dan bernapas pada dasarnya adalah hal yang sama.
Tahukah Anda berapa lama seseorang bisa hidup tanpa udara?
Tidak semua orang mengetahui berapa banyak udara yang mereka hirup. Ternyata dalam sehari, dengan melakukan sekitar 20.000 tarikan dan embusan napas, seseorang mengeluarkan 15 kg udara melalui paru-parunya, sedangkan ia hanya menyerap sekitar 1,5 kg makanan dan 2-3 kg air. Pada saat yang sama, udara adalah sesuatu yang kita anggap remeh, seperti matahari terbit setiap pagi. Sayangnya, kita hanya merasakannya ketika jumlahnya tidak mencukupi, atau ketika sudah tercemar. Kita lupa bahwa semua kehidupan di Bumi, yang berkembang selama jutaan tahun, telah beradaptasi dengan kehidupan di atmosfer dengan komposisi alam tertentu.
Mari kita lihat terdiri dari apa udara.
Dan mari kita simpulkan: Udara adalah campuran gas. Oksigen di dalamnya sekitar 21% (kira-kira 1/5 volume), nitrogen menyumbang sekitar 78%. Komponen sisa yang diperlukan adalah gas inert (terutama argon), karbon dioksida, serta senyawa kimia lainnya.
Studi tentang komposisi udara dimulai pada abad ke-18, ketika ahli kimia belajar mengumpulkan gas dan melakukan eksperimen dengannya. Jika Anda tertarik dengan sejarah sains, tontonlah film pendek yang didedikasikan untuk sejarah penemuan udara.
Oksigen yang terkandung di udara diperlukan untuk respirasi organisme hidup. Apa inti dari proses pernapasan? Seperti yang Anda ketahui, dalam proses bernafas, tubuh mengkonsumsi oksigen dari udara. Oksigen di udara dibutuhkan oleh banyak orang reaksi kimia, yang terus menerus terjadi di semua sel, jaringan dan organ organisme hidup. Selama reaksi ini, dengan partisipasi oksigen, zat-zat yang menyertai makanan perlahan-lahan “terbakar” untuk membentuk karbon dioksida. Pada saat yang sama, energi yang terkandung di dalamnya dilepaskan. Karena energi ini, tubuh ada, menggunakannya untuk semua fungsi - sintesis zat, kontraksi otot, fungsi semua organ, dll.
Di alam juga terdapat beberapa mikroorganisme yang dapat memanfaatkan nitrogen dalam proses hidupnya. Karena karbon dioksida yang terkandung di udara, terjadi proses fotosintesis dan biosfer bumi secara keseluruhan hidup.
Seperti yang Anda ketahui, amplop udara Bumi disebut atmosfer. Atmosfer yang terbentang sekitar 1000 km dari Bumi merupakan semacam penghalang antara Bumi dan luar angkasa. Menurut sifat perubahan suhu di atmosfer, ada beberapa lapisan:
Suasana- Ini adalah semacam penghalang antara Bumi dan luar angkasa. Ini memperhalus aksinya radiasi kosmik dan menyediakan kondisi di Bumi untuk perkembangan dan keberadaan kehidupan. Ini adalah atmosfer cangkang bumi pertama yang bertemu dengan sinar matahari dan menyerap radiasi ultraviolet matahari yang keras, yang berdampak buruk pada semua organisme hidup.
“Kelebihan” lain dari atmosfer terkait dengan fakta bahwa atmosfer hampir sepenuhnya menyerap radiasi termal (inframerah) bumi yang tidak terlihat dan mengembalikan sebagian besar radiasi tersebut. Artinya, atmosfer yang transparan terhadap sinar matahari, sekaligus mewakili “selimut” udara yang tidak memungkinkan bumi menjadi dingin. Dengan demikian, planet kita menjaga suhu optimal bagi kehidupan berbagai makhluk hidup.
Menggabungkan suasana modern- unik, satu-satunya di sistem planet kita.
Atmosfer utama bumi terdiri dari metana, amonia, dan gas lainnya. Seiring dengan perkembangan planet, atmosfer pun mengalami perubahan yang signifikan. Organisme hidup memainkan peran utama dalam pembentukan komposisi tersebut udara atmosfer, yang muncul dan saat ini didukung dengan partisipasi mereka. Anda bisa melihat lebih detail sejarah terbentuknya atmosfer di Bumi.
Proses alami konsumsi dan pembentukan komponen atmosfer kira-kira seimbang satu sama lain, yaitu memastikan komposisi gas yang membentuk atmosfer tetap konstan.
Tanpa aktivitas ekonomi sifat manusia mengatasi fenomena seperti masuknya gas vulkanik ke atmosfer, asap dari kebakaran alam, debu dari alam badai debu. Emisi ini tersebar ke atmosfer, mengendap, atau jatuh ke permukaan bumi sebagai presipitasi. Mikroorganisme tanah diambil untuk mereka, dan akhirnya mengolahnya menjadi senyawa karbon dioksida, sulfur dan nitrogen dalam tanah, yaitu menjadi komponen “biasa” udara dan tanah. Inilah alasan mengapa udara atmosfer rata-rata memiliki komposisi yang konstan. Dengan kemunculan manusia di Bumi, mula-mula secara bertahap, kemudian dengan cepat dan sekarang mengancam, proses perubahan komposisi gas di udara dan perusakan stabilitas alam atmosfer dimulai.Sekitar 10.000 tahun yang lalu, manusia belajar menggunakan api. Produk pembakaran telah ditambahkan ke sumber polusi alami. berbagai jenis bahan bakar. Awalnya berupa kayu dan jenis bahan tanaman lainnya.
Saat ini, bahan bakar yang diproduksi secara artifisial disebabkan oleh bahan bakar yang paling berbahaya bagi atmosfer - produk minyak bumi (bensin, minyak tanah, solar, bahan bakar minyak) dan bahan bakar sintetis. Ketika dibakar, mereka membentuk nitrogen dan sulfur oksida, karbon monoksida, logam berat dan zat beracun lainnya yang tidak berasal dari alam (polutan).
Mengingat besarnya penggunaan teknologi saat ini, dapat dibayangkan berapa banyak mesin mobil, pesawat terbang, kapal laut, dan peralatan lainnya yang dihasilkan setiap detiknya. membunuh atmosfer Aleksashina I.Yu., Kosmodamiansky A.V., Oreshchenko N.I. Sains: Buku teks untuk kelas 6 SD lembaga pendidikan. – St.Petersburg: SpetsLit, 2001. – 239 hal. .
Mengapa bus troli dan trem dianggap ramah lingkungan? spesies murni transportasi dibandingkan dengan bus?
Yang sangat berbahaya bagi semua makhluk hidup adalah sistem aerosol stabil yang terbentuk di atmosfer bersama dengan limbah industri yang bersifat asam dan banyak gas lainnya. Eropa adalah salah satu bagian dunia yang paling padat penduduknya dan terindustrialisasi. Kuat sistem transportasi, industri besar, tingginya konsumsi bahan bakar fosil dan bahan baku mineral menyebabkan peningkatan nyata konsentrasi polutan di udara. Di hampir semua hal kota-kota besar Eropa diperhatikan smog Smog merupakan aerosol yang terdiri dari asap, kabut dan debu, salah satu jenis pencemaran udara di kota-kota besar dan pusat industri. Untuk lebih jelasnya lihat: http://ru.wikipedia.org/wiki/Smog dan peningkatan kadar polutan berbahaya seperti nitrogen dan sulfur oksida, karbon monoksida, benzena, fenol, debu halus, dll. secara teratur tercatat di udara.
Tidak ada keraguan bahwa ada hubungan langsung antara peningkatan konten zat berbahaya dalam suasana dengan meningkatnya penyakit alergi dan pernafasan, serta sejumlah penyakit lainnya.
Tindakan serius diperlukan sehubungan dengan peningkatan jumlah mobil di kota-kota dan rencana pembangunan industri di sejumlah kota di Rusia, yang pasti akan meningkatkan jumlah emisi polutan ke atmosfer.
Lihat bagaimana masalah kemurnian udara diselesaikan di “ibu kota hijau Eropa” - Stockholm.
Serangkaian tindakan untuk meningkatkan kualitas udara harus mencakup perbaikan karakteristik lingkungan mobil; pembangunan sistem pemurnian gas di perusahaan industri; penggunaan gas alam, dan bukan batu bara, sebagai bahan bakar di perusahaan energi. Sekarang di setiap negara maju Terdapat layanan pemantauan kebersihan udara di perkotaan dan pusat industri, yang sedikit memperbaiki situasi buruk saat ini. Jadi, di St. Petersburg terdapat sistem otomatis untuk memantau udara atmosfer St. Petersburg (ASM). Berkat dia, tidak hanya organ kekuasaan negara Dan pemerintah lokal, namun penduduk kota juga dapat mengetahui keadaan udara atmosfer.
Petersburg - kota metropolitan dengan jaringan jalan raya transportasi yang berkembang - pertama-tama dipengaruhi oleh polutan utama: karbon monoksida, nitrogen oksida, nitrogen dioksida, zat tersuspensi (debu), sulfur dioksida, yang memasuki udara atmosfer kota dari emisi pembangkit listrik tenaga panas, industri, dan transportasi. Saat ini, porsi emisi kendaraan bermotor mencapai 80% dari total emisi polutan utama. (Oleh penilaian ahli, di lebih dari 150 kota di Rusia, transportasi motor memiliki pengaruh dominan terhadap polusi udara).
Bagaimana kabarnya di kota Anda? Menurut Anda apa yang dapat dan harus dilakukan untuk menjadikan udara di kota kita lebih bersih?
Informasi diberikan mengenai tingkat polusi udara di wilayah di mana stasiun AFM berada di St. Petersburg.
Harus dikatakan bahwa di Sankt Peterburg terdapat kecenderungan penurunan emisi polutan ke atmosfer, namun alasan fenomena ini terutama terkait dengan penurunan jumlah perusahaan yang beroperasi. Jelas bahwa dari sudut pandang ekonomi, hal ini tidak terjadi Jalan terbaik mengurangi polusi.
Mari kita menarik kesimpulan.
Cangkang udara bumi - atmosfer - diperlukan untuk keberadaan kehidupan. Gas-gas yang menyusun udara ikut serta dalam hal tersebut proses penting seperti respirasi, fotosintesis. Atmosfer memantulkan dan menyerap radiasi matahari sehingga melindungi organisme hidup dari sinar X dan sinar ultraviolet yang berbahaya. Karbon dioksida memerangkap radiasi panas dari permukaan bumi. Atmosfer bumi itu unik! Kesehatan dan kehidupan kita bergantung padanya.
Manusia tanpa berpikir panjang mengumpulkan limbah dari aktivitasnya di atmosfer, yang menyebabkan masalah serius masalah ekologi. Kita semua tidak hanya perlu menyadari tanggung jawab kita terhadap keadaan atmosfer, namun juga, dengan kemampuan terbaik kita, melakukan apa yang kita bisa untuk menjaga kebersihan udara, yang merupakan landasan kehidupan kita.
Selubung gas yang mengelilingi planet Bumi kita, yang dikenal sebagai atmosfer, terdiri dari lima lapisan utama. Lapisan-lapisan ini berasal dari permukaan planet, dari permukaan laut (kadang di bawah) dan naik ke luar angkasa dengan urutan sebagai berikut:
- Troposfer;
- Stratosfir;
- Mesosfer;
- Termosfer;
- Eksosfer.
Diagram lapisan utama atmosfer bumi
Di antara masing-masing lima lapisan utama ini terdapat zona transisi yang disebut "jeda" di mana terjadi perubahan suhu, komposisi, dan kepadatan udara. Seiring dengan jeda, atmosfer bumi pun masuk total termasuk 9 lapisan.
Troposfer: tempat terjadinya cuaca
Dari semua lapisan atmosfer, troposfer adalah lapisan yang paling kita kenal (disadari atau tidak), karena kita hidup di dasarnya - permukaan planet. Itu menyelimuti permukaan bumi dan meluas ke atas selama beberapa kilometer. Kata troposfer berarti "perubahan dunia". Nama yang sangat tepat, karena lapisan ini merupakan tempat terjadinya cuaca kita sehari-hari.
Mulai dari permukaan planet, troposfer naik hingga ketinggian 6 hingga 20 km. Sepertiga bagian bawah lapisan, yang paling dekat dengan kita, mengandung 50% dari seluruh gas atmosfer. Ini adalah satu-satunya bagian dari seluruh atmosfer yang bernafas. Karena kenyataan bahwa udara dipanaskan dari bawah permukaan bumi, menyerap energi termal Matahari, seiring bertambahnya ketinggian, suhu dan tekanan troposfer menurun.
Di bagian atas terdapat lapisan tipis yang disebut tropopause, yang hanya menjadi penyangga antara troposfer dan stratosfer.
Stratosfer: rumah bagi ozon
Stratosfer adalah lapisan atmosfer berikutnya. Membentang dari 6-20 km hingga 50 km di atas permukaan bumi. Ini adalah lapisan tempat sebagian besar pesawat komersial terbang dan balon udara melakukan perjalanan.
Di sini udara tidak mengalir naik turun, melainkan bergerak sejajar permukaan dalam arus udara yang sangat cepat. Saat Anda mendaki, suhu meningkat karena banyaknya produk sampingan ozon alami (O3). radiasi sinar matahari dan oksigen, yang memiliki kemampuan untuk menyerap sinar ultraviolet berbahaya dari matahari (setiap peningkatan suhu seiring ketinggian dalam meteorologi dikenal sebagai "inversi").
Karena stratosfer memiliki lebih banyak suhu hangat di bawah dan lebih dingin di atas, konveksi (gerakan vertikal massa udara) jarang terjadi di bagian atmosfer ini. Faktanya, Anda dapat melihat badai yang mengamuk di troposfer dari stratosfer karena lapisan tersebut bertindak sebagai penutup konveksi yang mencegah penetrasi awan badai.
Setelah stratosfer terdapat lagi lapisan penyangga yang kali ini disebut stratopause.
Mesosfer: atmosfer tengah
Mesosfer terletak kurang lebih 50-80 km dari permukaan bumi. Mesosfer bagian atas adalah tempat alami terdingin di Bumi, dengan suhu bisa turun hingga di bawah -143°C.
Termosfer: atmosfer bagian atas
Setelah mesosfer dan mesopause muncullah termosfer, yang terletak antara 80 dan 700 km di atas permukaan planet, dan mengandung kurang dari 0,01% total udara di selubung atmosfer. Suhu di sini mencapai +2000° C, namun karena sangat tipisnya udara dan kurangnya molekul gas untuk mentransfer panas, suhu tinggi ini dianggap sangat dingin.
Eksosfer: batas antara atmosfer dan ruang angkasa
Pada ketinggian sekitar 700-10.000 km di atas permukaan bumi terdapat eksosfer - sisi luar atmosfer, berbatasan dengan ruang angkasa. Di sini satelit cuaca mengorbit Bumi.
Bagaimana dengan ionosfer?
Ionosfer bukanlah lapisan yang terpisah, namun sebenarnya istilah ini digunakan untuk menyebut atmosfer dengan ketinggian antara 60 dan 1000 km. Ini mencakup bagian paling atas dari mesosfer, seluruh termosfer dan sebagian eksosfer. Ionosfer mendapatkan namanya karena di bagian atmosfer inilah radiasi Matahari terionisasi saat melewatinya Medan magnet Mendarat di dan. Fenomena ini diamati dari bumi sebagai cahaya utara.
Struktur dan komposisi atmosfer bumi, harus dikatakan, tidak selalu demikian nilai konstan pada suatu saat dalam perkembangan planet kita. Saat ini, struktur vertikal elemen yang memiliki “ketebalan” total 1,5-2,0 ribu km ini diwakili oleh beberapa lapisan utama, antara lain:
- Troposfer.
- Tropopause.
- Stratosfir.
- Stratopause.
- Mesosfer dan mesopause.
- Termosfer.
- Eksosfer.
Elemen dasar atmosfer
Troposfer adalah lapisan yang kuat vertikal dan gerakan horisontal, disinilah cuaca, fenomena sedimen, kondisi iklim. Membentang 7-8 kilometer dari permukaan planet hampir di semua tempat, kecuali wilayah kutub (hingga 15 km di sana). Di troposfer, terjadi penurunan suhu secara bertahap, kira-kira sebesar 6,4°C pada setiap kilometer ketinggian. Indikator ini mungkin berbeda untuk garis lintang dan musim yang berbeda.
Komposisi atmosfer bumi pada bagian ini disajikan elemen berikut dan persentasenya:
Nitrogen - sekitar 78 persen;
Oksigen - hampir 21 persen;
Argon - sekitar satu persen;
Karbon dioksida - kurang dari 0,05%.
Komposisi tunggal hingga ketinggian 90 kilometer
Selain itu, Anda dapat menemukan debu, tetesan air, uap air, produk pembakaran, kristal es, garam laut, banyak partikel aerosol, dll. Komposisi atmosfer bumi ini diamati pada ketinggian kurang lebih sembilan puluh kilometer, sehingga komposisi kimia udara kira-kira sama, tidak hanya di troposfer, tetapi juga di lapisan atasnya. Tapi di sana suasananya berbeda secara mendasar properti fisik. Lapisan yang mempunyai kesamaan komposisi kimia, disebut homosfer.
Unsur apa lagi yang menyusun atmosfer bumi? Dalam persentase (berdasarkan volume, di udara kering) gas seperti kripton (sekitar 1,14 x 10 -4), xenon (8,7 x 10 -7), hidrogen (5,0 x 10 -5), metana (sekitar 1,7 x 10 -5) diwakili di sini. 4), dinitrogen oksida (5,0 x 10 -5), dll. Sebagai persentase massa, komponen yang paling banyak terdaftar adalah dinitrogen oksida dan hidrogen, diikuti oleh helium, kripton, dll.
Sifat fisik lapisan atmosfer yang berbeda
Sifat fisik troposfer erat kaitannya dengan kedekatannya dengan permukaan planet. Oleh karena itu panas matahari dipantulkan dalam bentuk sinar inframerah diarahkan kembali ke atas, termasuk proses konduksi termal dan konveksi. Itulah sebabnya suhu turun seiring bertambahnya jarak dari permukaan bumi. Fenomena ini teramati hingga ketinggian stratosfer (11-17 kilometer), kemudian suhu hampir tidak berubah hingga 34-35 km, kemudian suhu naik kembali hingga ketinggian 50 kilometer (batas atas stratosfer) . Antara stratosfer dan troposfer terdapat lapisan perantara tipis tropopause (hingga 1-2 km), di mana suhu konstan di atas garis khatulistiwa - sekitar minus 70°C ke bawah. Di atas kutub, tropopause “menghangat” di musim panas hingga minus 45°C; di musim dingin, suhu di sini berfluktuasi sekitar -65°C.
Komposisi gas atmosfer bumi antara lain sebagai berikut elemen penting, seperti ozon. Jumlahnya relatif sedikit di permukaan (sepuluh pangkat minus enam persen), karena gas terbentuk di bawah pengaruh sinar matahari dari oksigen atom hingga bagian atas suasana. Secara khusus, sebagian besar ozon berada pada ketinggian sekitar 25 km, dan seluruh “layar ozon” terletak di area 7-8 km di kutub, dari 18 km di khatulistiwa, dan total hingga lima puluh kilometer di atas permukaan laut. permukaan planet ini.
Atmosfer melindungi dari radiasi matahari
Komposisi udara di atmosfer bumi memegang peranan yang sangat penting peran penting dalam melestarikan kehidupan, sejak individu unsur kimia dan komposisinya berhasil membatasi akses radiasi matahari ke permukaan bumi dan manusia, hewan, dan tumbuhan yang hidup di dalamnya. Misalnya, molekul uap air secara efektif menyerap hampir semua rentang radiasi infra merah, kecuali yang panjangnya berkisar antara 8 hingga 13 mikron. Ozon menyerap radiasi ultraviolet hingga panjang gelombang 3100 A. Tanpa lapisan tipisnya (rata-rata hanya 3 mm jika ditempatkan di permukaan planet), hanya air pada kedalaman lebih dari 10 meter dan gua bawah tanah yang tidak terkena radiasi matahari. jangkauannya bisa dihuni.
Nol Celcius di stratopause
Antara dua tingkat selanjutnya atmosfer, stratosfer dan mesosfer, ada lapisan yang luar biasa - stratopause. Suhu ini kira-kira sama dengan ketinggian maksimum ozon dan suhu di sini relatif nyaman bagi manusia - sekitar 0°C. Di atas stratopause, di mesosfer (dimulai di suatu tempat pada ketinggian 50 km dan berakhir pada ketinggian 80-90 km), penurunan suhu kembali diamati dengan meningkatnya jarak dari permukaan bumi (hingga minus 70-80 ° C ). Meteor biasanya terbakar habis di mesosfer.
Di termosfer - ditambah 2000 K!
Komposisi kimiawi atmosfer bumi di termosfer (dimulai setelah mesopause dari ketinggian sekitar 85-90 hingga 800 km) menentukan kemungkinan terjadinya fenomena seperti pemanasan bertahap lapisan “udara” yang sangat dijernihkan di bawah pengaruh radiasi sinar matahari. Di bagian “selimut udara” planet ini, suhu berkisar antara 200 hingga 2000 K, yang diperoleh karena ionisasi oksigen (di atas 300 km terdapat oksigen atom), serta rekombinasi atom oksigen menjadi molekul. , disertai dengan rilis jumlah besar panas. Termosfer adalah tempat terjadinya aurora.
Di atas termosfer terdapat eksosfer - lapisan terluar atmosfer, tempat atom hidrogen yang ringan dan bergerak cepat dapat lepas ke dalam atmosfer. ruang angkasa. Komposisi kimiawi atmosfer bumi di sini sebagian besar diwakili oleh atom oksigen individu di lapisan bawah, atom helium di lapisan tengah, dan hampir secara eksklusif atom hidrogen di lapisan atas. Suhu tinggi terjadi di sini - sekitar 3000 K dan tidak ada tekanan atmosfer.
Bagaimana atmosfer bumi terbentuk?
Namun, seperti disebutkan di atas, planet ini tidak selalu memiliki komposisi atmosfer seperti itu. Total ada tiga konsep asal usul unsur ini. Hipotesis pertama menyatakan bahwa atmosfer diambil melalui proses akresi dari awan protoplanet. Namun, saat ini teori ini mendapat banyak kritik, karena atmosfer primer seperti itu seharusnya dihancurkan oleh “angin” matahari dari sebuah bintang di sistem planet kita. Selain itu, unsur-unsur yang mudah menguap diasumsikan tidak dapat tertahan di zona pembentukan planet sesuai jenisnya kelompok terestrial karena suhu yang terlalu tinggi.
Komposisi atmosfer primer bumi, seperti yang dikemukakan oleh hipotesis kedua, bisa saja terbentuk akibat adanya pemboman aktif terhadap permukaan oleh asteroid dan komet yang datang dari daerah sekitarnya. tata surya pada tahap awal perkembangan. Cukup sulit untuk mengkonfirmasi atau menyangkal konsep ini.
Eksperimen di IDG RAS
Tampaknya hipotesis ketiga yang paling masuk akal, yang meyakini bahwa atmosfer muncul sebagai akibat pelepasan gas dari mantel. kerak bumi sekitar 4 miliar tahun yang lalu. Konsep ini diuji di Institut Geografi Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia selama percobaan yang disebut “Tsarev 2”, ketika sampel zat asal meteorik dipanaskan dalam ruang hampa. Kemudian tercatat pelepasan gas-gas seperti H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2, dll. Oleh karena itu, para ilmuwan dengan tepat berasumsi bahwa komposisi kimia atmosfer utama bumi meliputi air dan karbon dioksida, hidrogen fluorida ( HF) uap, karbon monoksida(CO), hidrogen sulfida (H 2 S), senyawa nitrogen, hidrogen, metana (CH 4), uap amonia (NH 3), argon, dll. Uap air dari atmosfer primer ikut serta dalam pembentukan hidrosfer, karbon dioksida muncul secara lebih luas di keadaan terikat dalam bahan organik dan batu, nitrogen masuk ke dalam komposisi udara modern, dan juga menjadi batuan sedimen dan bahan organik.
Komposisi atmosfer utama bumi tidak memungkinkan terjadinya hal ini orang modern berada di dalamnya tanpa alat bantu pernapasan, karena saat itu tidak ada oksigen dalam jumlah yang dibutuhkan. Unsur ini muncul dalam jumlah yang signifikan satu setengah miliar tahun yang lalu, diyakini disebabkan oleh perkembangan proses fotosintesis pada alga biru-hijau dan alga lainnya, yaitu penduduk tertua planet kita.
Oksigen minimal
Fakta bahwa komposisi atmosfer bumi pada awalnya hampir bebas oksigen ditunjukkan oleh fakta bahwa grafit (karbon) yang mudah teroksidasi, tetapi tidak teroksidasi, ditemukan pada batuan tertua (Catarchaean). Selanjutnya disebut banded bijih besi, yang mencakup lapisan oksida besi yang diperkaya, yang berarti munculnya sumber oksigen yang kuat di planet ini bentuk molekul. Namun unsur-unsur ini hanya ditemukan secara berkala (mungkin ganggang yang sama atau penghasil oksigen lainnya muncul di pulau-pulau kecil di gurun anoksik), sedangkan wilayah lain di dunia bersifat anaerobik. Yang terakhir ini didukung oleh fakta bahwa pirit yang mudah teroksidasi ditemukan dalam bentuk kerikil yang diproses secara aliran tanpa jejak reaksi kimia. Karena air yang mengalir tidak dapat diangin-anginkan dengan baik, berkembanglah pandangan bahwa atmosfer sebelum Kambrium mengandung kurang dari satu persen komposisi oksigen saat ini.
Perubahan revolusioner dalam komposisi udara
Kira-kira di pertengahan Proterozoikum (1,8 miliar tahun yang lalu), “revolusi oksigen” terjadi, ketika dunia beralih ke respirasi aerobik, di mana dari satu molekul gizi(glukosa) Anda bisa mendapatkan 38, dan bukan dua (seperti respirasi anaerobik) satuan energi. Komposisi atmosfer bumi, dalam hal oksigen, mulai melebihi satu persen dari komposisi modern, dan mulai timbul lapisan ozon, melindungi organisme dari radiasi. Dari dialah, misalnya, hewan purba seperti trilobita “bersembunyi” di bawah cangkang tebal. Sejak saat itu hingga zaman kita, kandungan elemen utama “pernapasan” meningkat secara bertahap dan perlahan, memastikan keragaman perkembangan bentuk kehidupan di planet ini.
Setiap orang yang pernah terbang dengan pesawat pasti terbiasa dengan pesan seperti ini: “penerbangan kami dilakukan di ketinggian 10.000 m, suhu di luar 50 ° C.” Sepertinya tidak ada yang istimewa. Semakin jauh dari permukaan bumi yang dihangatkan oleh Matahari, semakin dingin suhunya. Banyak orang mengira bahwa suhu terus menurun seiring dengan ketinggian dan suhu turun secara bertahap, mendekati suhu ruang. Omong-omong, para ilmuwan berpikir demikian hingga akhir abad ke-19.
Mari kita lihat lebih dekat distribusi suhu udara di bumi. Atmosfer terbagi menjadi beberapa lapisan, yang terutama mencerminkan sifat perubahan suhu.
Lapisan atmosfer yang paling bawah disebut troposfer, yang artinya "bidang rotasi". Semua perubahan cuaca dan iklim adalah akibatnya proses fisik, tepatnya terjadi di lapisan ini. Batas atas lapisan ini terletak di mana penurunan suhu seiring dengan ketinggian digantikan oleh kenaikannya - kira-kira pada ketinggian 15-16 km di atas garis khatulistiwa dan 7-8 km di atas kutub. Seperti Bumi itu sendiri, atmosfer, di bawah pengaruh rotasi planet kita, juga agak rata di kutub dan membengkak di khatulistiwa. Namun, efek ini jauh lebih terasa di atmosfer dibandingkan di lapisan padat bumi. Dari permukaan bumi ke batas atas troposfer terjadi penurunan suhu udara. Di atas garis khatulistiwa suhu minimum suhu udara sekitar -62°C, dan di atas kutub sekitar -45°C. Di daerah beriklim sedang, lebih dari 75% massa atmosfer berada di troposfer. Di daerah tropis, sekitar 90% massa atmosfer terletak di dalam troposfer.
Pada tahun 1899, ditemukan suhu minimum pada profil suhu vertikal pada ketinggian tertentu, dan kemudian suhu sedikit meningkat. Awal dari peningkatan ini berarti transisi ke lapisan atmosfer berikutnya - ke stratosfir, yang artinya “bola lapisan”. Istilah stratosfer berarti dan mencerminkan gagasan sebelumnya tentang keunikan lapisan yang terletak di atas troposfer Keunikannya, khususnya, adalah peningkatan tajam suhu udara. Peningkatan suhu ini dijelaskan oleh reaksi pembentukan ozon yang merupakan salah satu reaksi kimia utama yang terjadi di atmosfer.
Sebagian besar ozon terkonsentrasi pada ketinggian sekitar 25 km, namun secara umum lapisan ozon merupakan cangkang yang sangat luas, menutupi hampir seluruh stratosfer. Interaksi oksigen dengan sinar ultraviolet- satu dari proses yang menguntungkan di atmosfer bumi, berkontribusi terhadap pemeliharaan kehidupan di Bumi. Penyerapan energi ini oleh ozon mencegah aliran berlebihan ke permukaan bumi, di mana tingkat energi yang sesuai untuk keberadaannya tercipta. bentuk-bentuk duniawi kehidupan. Ozonosfer menyerap sebagian energi radiasi yang melewati atmosfer. Akibatnya, gradien suhu udara vertikal sekitar 0,62°C per 100 m terbentuk di ozonosfer, yaitu suhu meningkat seiring ketinggian hingga batas atas stratosfer - stratopause (50 km), menurut beberapa data, mencapai 0 °C.
Pada ketinggian 50 sampai 80 km terdapat lapisan atmosfer yang disebut mesosfer. Kata "mesosfer" berarti "bola perantara", dimana suhu udara terus menurun seiring dengan ketinggian. Di atas mesosfer, pada lapisan yang disebut termosfer, suhu naik lagi dengan ketinggian hingga sekitar 1000°C, dan kemudian turun dengan sangat cepat hingga -96°C. Namun, tidak turun terus-menerus, lalu suhu kembali meningkat.
Termosfer adalah lapisan pertama ionosfir. Berbeda dengan lapisan yang disebutkan sebelumnya, ionosfer tidak dibedakan berdasarkan suhu. Ionosfer adalah wilayah yang bersifat kelistrikan yang memungkinkan berbagai jenis komunikasi radio. Ionosfer terbagi menjadi beberapa lapisan yang diberi tanda huruf D, E, F1 dan F2. Terpisahnya lapisan-lapisan tersebut disebabkan oleh beberapa sebab, di antaranya yang terpenting adalah pengaruh lapisan-lapisan yang tidak seimbang terhadap lintasan gelombang radio. Lapisan paling bawah, D, terutama menyerap gelombang radio dan dengan demikian mencegah penyebarannya lebih lanjut. Lapisan E yang paling baik dipelajari terletak pada ketinggian kurang lebih 100 km di atas permukaan bumi. Lapisan ini juga disebut lapisan Kennelly-Heaviside setelah nama ilmuwan Amerika dan Inggris yang menemukannya secara bersamaan dan independen. Lapisan E, seperti cermin raksasa, memantulkan gelombang radio. Berkat lapisan ini, gelombang radio yang panjang menempuh jarak yang lebih jauh dari yang diharapkan jika merambat hanya dalam garis lurus, tanpa dipantulkan dari lapisan E. Lapisan F juga disebut lapisan Appleton. Bersama dengan lapisan Kennelly-Heaviside, lapisan ini memantulkan gelombang radio ke stasiun radio terestrial. Lapisan Appleton terletak pada ketinggian sekitar 240 km.
Wilayah terluar atmosfer, sering disebut lapisan kedua ionosfer eksosfer. Istilah ini mengacu pada keberadaan pinggiran luar angkasa di dekat Bumi. Sulit untuk menentukan dengan tepat di mana atmosfer berakhir dan ruang dimulai, karena dengan ketinggian kepadatan gas atmosfer secara bertahap menurun dan atmosfer itu sendiri secara bertahap berubah menjadi hampir ruang hampa, di mana hanya molekul individu yang ditemukan. Karena sudah berada pada ketinggian kurang lebih 320 km, kepadatan atmosfer sangat rendah sehingga molekul dapat menempuh jarak lebih dari 1 km tanpa saling bertabrakan. Bagian terluar dari atmosfer berfungsi sebagai bagiannya batas atas, yang terletak di ketinggian 480 hingga 960 km.
Informasi lebih lanjut mengenai proses di atmosfer dapat ditemukan di situs web “Iklim Bumi”
> Atmosfer bumi
Keterangan atmosfer bumi untuk anak-anak dari segala usia: terbuat dari apa udara, keberadaan gas, lapisan dengan foto, iklim dan cuaca planet ketiga tata surya.
Untuk si kecil sudah diketahui bahwa Bumi menonjol satu-satunya planet dalam sistem kami, yang memiliki atmosfer yang layak. Selimut gas tidak hanya kaya akan udara, tetapi juga melindungi kita dari panas berlebih dan radiasi matahari. Penting jelaskan kepada anak-anak bahwa sistem ini dirancang dengan sangat baik, karena memungkinkan permukaan menjadi hangat di siang hari dan menjadi dingin di malam hari, menjaga keseimbangan yang dapat diterima.
Mulai penjelasan untuk anak-anak mungkin karena bola atmosfer bumi memanjang lebih dari 480 km, tapi kebanyakan terletak 16 km dari permukaan. Bagaimana lebih tinggi, semakin rendah tekanannya. Jika kita ambil permukaan laut, maka tekanan di sana adalah 1 kg per sentimeter persegi. Namun pada ketinggian 3 km akan berubah - 0,7 kg per sentimeter persegi. Tentu saja dalam kondisi seperti itu lebih sulit bernapas ( anak-anak Anda bisa merasakannya jika Anda pernah mendaki gunung).
Komposisi udara bumi - penjelasan untuk anak-anak
Di antara gas-gas tersebut adalah:
- Nitrogen – 78%.
- Oksigen – 21%.
- Argon – 0,93%.
- Karbon dioksida – 0,038%.
- DI DALAM jumlah kecil ada juga uap air dan pengotor gas lainnya.
Lapisan atmosfer bumi - penjelasan untuk anak-anak
Orang tua atau guru Di sekolah Perlu kami ingatkan bahwa atmosfer bumi terbagi menjadi 5 tingkatan: eksosfer, termosfer, mesosfer, stratosfer, dan troposfer. Dengan setiap lapisan, atmosfer semakin larut hingga akhirnya gas-gas tersebut menyebar ke luar angkasa.
Troposfer paling dekat dengan permukaan. Dengan ketebalan 7-20 km, menempati separuh atmosfer bumi. Semakin dekat ke Bumi, semakin panas udaranya. Hampir semua uap air dan debu terkumpul di sini. Anak-anak mungkin tidak terkejut bahwa pada tingkat inilah awan mengapung.
Stratosfer dimulai dari troposfer dan naik 50 km di atas permukaan. Ada banyak ozon, yang memanaskan atmosfer dan melindungi dari radiasi matahari yang berbahaya. Udaranya 1000 kali lebih tipis dibandingkan permukaan laut dan sangat kering. Itu sebabnya pesawat terasa nyaman di sini.
Mesosfer: 50 km hingga 85 km di atas permukaan. Puncaknya disebut mesopause dan merupakan tempat terdingin di atmosfer bumi (-90°C). Sangat sulit untuk dijelajahi karena mereka tidak bisa sampai ke sana Pesawat jet, dan ketinggian orbit satelit terlalu tinggi. Para ilmuwan hanya mengetahui bahwa di sinilah meteor terbakar.
Termosfer: 90 km dan antara 500-1000 km. Suhunya mencapai 1500°C. Ia dianggap sebagai bagian dari atmosfer bumi, namun penting jelaskan kepada anak-anak bahwa kepadatan udara di sini sangat rendah sehingga sebagian besar sudah dianggap sebagai luar angkasa. Faktanya, di sinilah mereka berada pesawat ulang-alik dan Internasional Stasiun ruang angkasa. Selain itu, di sini terbentuk aurora. Dibebankan partikel kosmik bersentuhan dengan atom dan molekul termosfer, memindahkannya ke tempat yang lebih tinggi tingkat energi. Berkat ini, kita melihat foton cahaya dalam bentuk aurora.
Eksosfer merupakan lapisan tertinggi. Menakjubkan garis tipis menggabungkan atmosfer dengan ruang. Terdiri dari partikel hidrogen dan helium yang tersebar luas.
Iklim dan cuaca bumi - penjelasan untuk anak-anak
Untuk si kecil perlu menjelaskan bahwa Bumi mampu mendukung banyak spesies hidup berkat iklim regional yang diwakili oleh suhu dingin ekstrem di kutub dan kehangatan tropis di ekuator. Anak-anak Perlu diketahui bahwa iklim regional adalah cuaca yang di suatu wilayah tertentu tidak berubah selama 30 tahun. Tentu saja, terkadang dapat berubah selama beberapa jam, namun sebagian besar tetap stabil.
Selain itu, iklim bumi global dibedakan - rata-rata iklim regional. Dia berubah secara menyeluruh sejarah manusia. Saat ini terjadi pemanasan yang cepat. Para ilmuwan membunyikan alarm karena gas rumah kaca disebabkan oleh aktifitas manusia, menahan panas di atmosfer, sehingga berisiko mengubah planet kita menjadi Venus.
