Атмосфера земли, строение, слои, состав, масса, рисунок

Атмосфера — внешняя оболочка земли, которая состоит из нескольких слоев. Каждый слой имеет свои свойства и находится на определенном расстоянии от земли. Атмосфера играет большую роль в жизнедеятельности планеты и всего живого на ней. При ее отсутствии, жизнь на земле была бы невозможна.

Атмосфера поверхности земли

Оболочка, которая покрывает нашу землю, называется атмосферой. Слово «атмосфера» в переводе с греческого означает — atmos — пар и spharia — шар. Формирование ее началось много миллиардов лет назад. Изначально она состояла из гелия и водорода, но в результате природных явлений, в которых принимали участие вулканы, атмосфера приобрела другой состав. Вулканы, во время извержения, выбрасывали газы, которые, впоследствии, вошли в состав атмосферы. Начался газообмен с водой, живыми организмами.

Атмосфера состоит из нескольких слоев, которые обеспечивают парниковый эффект: впускает тепло и не выпускает назад. Простирается атмосфера на несколько тысяч километров над землей и далее плавно переходит в космос. Воздух, которым мы дышим, тоже находится в атмосфере. Теперь, представьте, что было бы, если бы не было атмосферы.

Все природные явления, дождь, снег, гроза, ураганы, происходят в атмосфере.

Значение атмосферы для земли

Трудно переоценить значение атмосферы земли.

• Газовая оболочка способствует тому, что, земля не остывает ночью и не нагревается сильно днем. Луна, например, лишена атмосферы, поэтому на ней нет таких благоприятных условий.
• Метеориты, которые время от времени, летят в сторону земли, сгорают в слоях атмосферы, чем защищают ее от удара.
• Ультрафиолет, который исходит от солнца, не доходит в полном объеме до земли, так как в качестве защиты выступает атмосфера. Ультрафиолетовые лучи, в большом количестве, очень вредны для всего живого.
• Одной из составляющей атмосферы является кислород, которым мы дышим.
• Вода свершает кругооборот в атмосфере, воздушные массы движутся — благодаря этому, поддерживается влажность и температура, комфортные для жизни.

Атмосфера для жизни на земле

Атмосфера, в результате эволюции, прошла большой путь, прежде чем создались условия, благоприятные для всего живого. Если говорить о том, в какой части атмосферы, человек может дышать, это зона не превышает 5 км над уровнем моря. Выше этой отметки наступает кислородное голодание.

Ежедневно, метеориты, массой около 100 тон, летят в сторону Земли. Атмосфера надежно защищает Землю от них.

Если бы не было атмосферы, на земле отсутствовал бы звук, который вызван колебаниями частиц воздуха. Тепло на земле, тоже благодаря атмосфере, так как атмосфера не дает теплу уйти в открытый космос. Небо голубого цвета потому, что лучи солнца, проходя через атмосферу, как через линзу, разлагаются на цвета.

Строение атмосферы земли

Между слоями атмосферы нет четких границ. Между ними есть пространства, которые считаются переходными. Переходные зоны между слоями, принято называть карманами. Здесь происходят основные изменения. Разные уровни атмосферы характерны определенными свойствами — температурой, плотностью, составом воздуха.

1. Тропосфера
2. Стратосфера
3. Мезосфера
4. Термосфера
5. Экзосфера
6. Ионосфера

Пространства между слоями, называются — тропопауза, стратопауза, мезопауза. Именно здесь осуществляется переход от одного слоя к другому.

Космический корабль, шаттл, находится в»кармане». На фото видны все слои атмосферы.

Слои атмосферы земли по порядку от поверхности земли

Тропосфера — самый близкий к земле слой атмосферы, характерный высокой плотностью, Именно в этой части мы сейчас находимся. Именно здесь происходят все погодные изменения, формируются облака, образуются ветра. Чем выше вверх, в тропосфере температура понижается. На фотографии ниже — слои атмосферы, самый нижний — тропосфера.

Стратосфера — этот слой характерен большим содержанием азота. Облаков здесь почти нет, так как очень маленькое содержание пара. В отличие от тропосферы, температура повышается с набором высоты. Именно здесь совершают свои полеты самолеты. Разряженный воздух и низкая температура, позволяют экономить топливо.

Мезосфера — самый малоизученный слой. Летать могут здесь только самолеты с ракетным двигателем и то не больше 15-ти минут. Здесь давление газов очень маленькое и летательный аппарат зависнет в воздухе. В этом слое происходят фото-химические процессы, именно здесь обеспечивается голубое сияние неба.

Термосфера —  самый протяженный слой атмосферы. Здесь температура достигает +2000 градусов. Но ощущается как очень холодная. Это происходит потому, что молекул газа очень мало для переноса тепла. Термосфера, это, по сути, открытый космос. Именно в этот слой был запущен первый спутник с Юрием Гагариным на борту. В этом слое летают спутники, которые изучают поверхность Земли.

Экзосфера — самый верхний слой, после которого начинается космос. Состоит в основном из водорода. Через этот слой  происходит улетучивание газов в атмосферу.

Ионосфера — смесь газов в этом слое очень маленькая. Поэтому воздух здесь разряженный и полеты космических кораблей невозможны. Ионосфера состоит из трех слоев, каждый из которых имеет свои характеристики. Недавние исследования показали, что ионосфера отражает радиоволны и тем самым, способствует передаче коротковолновых радиосигналов.

Состав атмосферы земли

Атмосфера земли имеет состав, который состоит из газов, пыли, солей, продуктов горения, различных примесей. Основная составляющая — это газы. Состав газов не является постоянной величиной и все время меняется.

• Углекислый газ является важным компонентом. Он необходим растениям, которые его поглощают, а выделяют кислород. Так же он образуется от горения и гниения. Если бы не было углекислого газа, растения не смогли бы жить.
• Кислород — играет большую и, даже, главную роль в жизни человека и животных. Без кислорода не было бы жизни на земле.
• Водяной пар — содержание его в атмосфере колеблется от 1 до 4 процентов. Это зависит от температуры воздуха. При низкой температуре его количество уменьшается, а при высокой, увеличивается.
• Наличие других газов, в атмосфере, очень мало. Неон, гелий, метан, водород и др. — менее 1 процента.
• Азот — его концентрация самая большая, это самый малоактивный газ. Человек при дыхании, вдыхает, в том числе, и азот, но организм человека, азот не усваивает. В атмосфере он необходим, чтобы разбавить кислород, так как, в чистом виде, кислород опасен.
• Озон — защищает нас от ультрафиолета. Но, наше время, в результате деятельности человека, характерно разрушением озонового слоя. Ведется очень важная работа, всеми странами мира, по его восстановлению.

В результате деятельности человека — развитие промышленности, переработке природных ресурсов, в атмосферу выбрасывается много вредных веществ, которые образуют озоновые дыры. В озоновые дыры проникают ультрафиолетовые лучи и пагубно влияют на все живое. Ученые всего мира решают эту проблему.

Высота атмосферы земли

Слои атмосферы находятся на разном уровне от земли и уходят вверх на определенное количество километров.

Тропосфера — в самой верхней точке достигает 18 км — на тропической широте. В широтах полярных — 8-10 км,

Стратосфера — распространяется на высоту 50-55 км, этот слой характерен большим количеством озона. Температура здесь повышается и достигает отметки 0,8 градусов.

Мезосфера — находится на высоте — 80-85 км. Наличие свободных радикалов обеспечивает северное сияние.

Термосфера — начинается с 80-го километра и распространяется дальше на 800 км. Воздух здесь способен нагреваться до 1000 градусов тепла. Колебания температуры — 100 градусов в ту или другую сторону.

Ионосфера — объединение термосферы и мезосферы.

Масса атмосферы земли

Как и всякое физическое тело, атмосфера имеет вес. По сравнению с массой земли, масса атмосферы очень мала  и она составляет всего лишь одну миллионную долю от массы земли — 5,15*10¹⁵ т., т.е., приблизительно 5 квадриллионов миллионов тонн!

Масса кислорода в атмосфере земли

Содержание кислорода в атмосфере оптимально для жизнедеятельности человека. Его количество составляет 21 процент. Масса кислорода в атмосфере Земли: 5.15 * * 0.231 = 1.08 * кг. Избыток как и недостаток его, влияет пагубно на человека. Большое количество кислорода в составе атмосферы, может привести к разрушению тканей и слепоте. Недостаток кислорода ведет к летальным последствиям. Уравновешивают уровень кислорода растения, которые вдыхают углекислый газ, а выдыхают кислород. Если кислород вступает в реакцию с водородом и углеродом, получается окисление. Например, со временем странницы книг желтеют — это результат окисления.

Небо над землей голубого цвета, благодаря, кислороду, так как он рассеивает солнечные лучи. Из космоса видно, что землю окутывает дымка голубого цвета.

Азот в атмосфере земли

Азот в составе атмосферы составляет самый большой процент из всех газов — 78 процентов. Образовался он, путем выделения горных пород, извержения вулканов. Молекулы азота обладают малой скоростью и низкой способностью соединяться с другими веществами. В результате, азот накапливался длительное время в атмосфере и является «разбавителем» кислорода. Если бы не было азота, от одной искры на земле сгорела бы вся растительность.

Вода в атмосфере земли

Вода и все ее составляющие, несомненно, играют важную роль, как на земле, так и в атмосфере. Она может находиться в трех состояниях — жидком, газообразном и твердом. Жидкое — дождь, газообразное — пар,твердое — лед. Не смотря на то, что ее соотношение в атмосфере очень мало, значение ее огромное.

• Облака и пар задерживают и поглощают радиацию, которая идет от солнца.
• Задерживают тепло в виде испарения, которое идет от земли.
• Погоду и климат определяет вода, которая находится в атмосфере.

Распределение воды в атмосфере очень неравномерно. Например, над пустынями она составляет 0,01%, над другими регионами — до 4%. Общая масса ее составляет приблизительно 400 тысяч пирамид Хеопса, 1,5 триллиона тонн. Непрерывно происходит круговорот воды — на землю льется дождь, восполняя водой, реки и моря, а с водоемов вода, наоборот, испаряется и поднимается вверх.

Эволюция атмосферы земли

Земля сформировалась 4,5 миллиардов лет назад. С ее развитием формировалась и атмосфера. Ее состав поначалу, конечно же, был другой. Только в процессе эволюции, сложных химических процессов, атмосфера смогла достичь того состояния, в котором находится сейчас.

В далекие времена, атмосфера земли была очень тонкая. Метеориты, которые падали на землю, образовывали круглые озера. Это видно на картинке.

Первыми элементами, которые окружали нашу планету, были гелий и водород. Концентрация их в атмосфере была очень мала, кроме того, эти подвижные вещества, с легкостью улетали в космос, что до сих пор они и делают. Внутри земли находилось много веществ, которые стремились вырваться наружу. Не малую роль в этом сыграли вулканы. Сера, аммиак, метан, углекислый газ — было выброшено вулканами в огромном количестве. Метан с аммиаком разлагались на азот, который сейчас занимает львиную долю в атмосфере.

Появление кислорода в корне изменило состояние планеты, началась настоящая революция. Вулканы выбрасывали в том числе, водяной пар, который расщеплялся, под действием ультрафиолета, на водород и кислород. Но кислород не задерживался надолго в атмосфере и улетучивался. Изменили ситуацию живые организмы, которые появились, так как они начали выделять кислород. В результате, за два миллиарда лет, концентрация кислорода достигла 21 процент.

Живые организмы использовали углерод для построения своих скелетов. В следствии этого, углекислого газа в атмосфере стало гораздо меньше, а недра земли пополнились органическими материалами и ископаемыми. На фотографии ниже — известняк с останками беспозвоночных древних организмов.

Миллионы лет менялась атмосфера земли.

Рисунок атмосферы земли