Η ατμόσφαιρα είναι το στρώμα αερίου που περιβάλλει ένα ουράνιο σώμα, όπως η Γη, το οποίο έλκεται από τη βαρύτητα. Προστατεύει από την ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία, ελέγχει τη θερμοκρασία και αποτρέπει την είσοδο μετεωριτών. Εάν η ατμόσφαιρα δεν είχε τα χαρακτηριστικά που έχει σήμερα, ο πλανήτης Γη δεν θα μπορούσε να υποστηρίξει ζωή. Ωστόσο, πολλοί άνθρωποι αναρωτιούνται τι είναι το σχηματισμός ατμόσφαιρας.
Για το λόγο αυτό, θα αφιερώσουμε αυτό το άρθρο για να σας πούμε για τον σχηματισμό της ατμόσφαιρας, πότε δημιουργήθηκε και πώς σχηματίστηκε.
Σχηματισμός της ατμόσφαιρας
Η ατμόσφαιρα είναι το αέριο στρώμα που περιβάλλει τον πλανήτη μας και η ύπαρξή του προκαλείται από τη βαρυτική έλξη της Γης. Άρχισε να σχηματίζεται με την προέλευση της Γης πριν από περίπου 4.600 δισεκατομμύρια χρόνια. Κατά τα πρώτα 500 εκατομμύρια χρόνια, η ατμόσφαιρα άρχισε να εξελίσσεται. Καθώς το εσωτερικό του νεαρού πλανήτη μας συνέχιζε να προσαρμόζεται, έγινε ασυνήθιστα πυκνό με εκτοξευόμενους ατμούς και αέρια. Τα αέρια που το συνθέτουν μπορεί να είναι υδρογόνο (H2), υδρατμοί, μεθάνιο (CH4), ήλιο (He) και οξείδια του άνθρακα. Αυτή είναι μια αρχέγονη ατμόσφαιρα γιατί μια πλήρης ατμόσφαιρα δεν θα μπορούσε να υπήρχε πριν από 200 εκατομμύρια χρόνια. Η Γη ήταν ακόμα πολύ ζεστή εκείνη την εποχή, γεγονός που ενθάρρυνε την απελευθέρωση ελαφρών αερίων.
Η βαρύτητα της Γης είναι ελαφρώς χαμηλότερη από ό,τι είναι σήμερα, γεγονός που εμποδίζει τη Γη να διατηρήσει μόρια στο περιβάλλον της. η μαγνητόσφαιρα ακόμα δεν έχει σχηματιστεί και ο ηλιακός άνεμος φυσά απευθείας στην επιφάνεια. Όλα αυτά έκαναν το μεγαλύτερο μέρος της πρωτόγονης ατμόσφαιρας να εξαφανιστεί στο διάστημα.
Ο πλανήτης μας, λόγω της θερμοκρασίας, του μεγέθους και της μέσης μάζας του, δεν μπορεί να συγκρατήσει πολύ ελαφριά αέρια όπως το υδρογόνο και το ήλιο, τα οποία διαφεύγουν στο διάστημα και παρασύρονται από τον ηλιακό άνεμο. Ακόμη και με τη σημερινή μάζα της Γης, είναι αδύνατο να διατηρηθούν αέρια όπως το ήλιο και το υδρογόνο, σε αντίθεση με τους μεγαλύτερους πλανήτες όπως ο Δίας και ο Κρόνος, που έχουν ατμόσφαιρες πλούσιες σε αέρια. Οι βράχοι που σχημάτισαν τον πλανήτη μας απελευθέρωσαν συνεχώς νέα αέρια και υδρατμούς για μεγάλο χρονικό διάστημα μέχρι πριν από περίπου 4.000 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν η ατμόσφαιρα άρχισε να αποτελείται από μόρια άνθρακα. διοξείδιο του άνθρακα (CO2), μονοξείδιο του άνθρακα (CO), νερό (H2O), άζωτο (N2) και υδρογόνο (H).
Καταγωγή
Η παρουσία αυτών των ενώσεων και η πτώση της θερμοκρασίας της Γης κάτω από τους 100°C οδήγησαν στην ανάπτυξη της υδρόσφαιρας που άρχισε να σχηματίζεται πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια.
Χρόνια συμπύκνωσης υδρατμών οδήγησε στο σχηματισμό μεγάλων ποσοτήτων νερού που επέτρεψαν τη διαδικασία εναπόθεσης. Η παρουσία νερού ευνοεί τη διάλυση αερίων όπως το διοξείδιο του θείου, το υδροχλωρικό οξύ ή το διοξείδιο του άνθρακα, το σχηματισμό οξέων και την αντίδρασή τους με τη λιθόσφαιρα, με αποτέλεσμα μια αναγωγική ατμόσφαιρα. Αέρια όπως το μεθάνιο και η αμμωνία. Στη δεκαετία του 1950, ο Αμερικανός ερευνητής Stanley Miller σχεδίασε ένα κλασικό πείραμα για να αποδείξει ότι μέσω της δράσης κάποιας εξωτερικής ενέργειας χρησιμοποίησε ηλεκτρικές εκκενώσεις για να αποκτήσει ένα μείγμα αμινοξέων σε αυτό το περιβάλλον.
Με αυτόν τον τρόπο, σκοπεύει να αναδημιουργήσει τις παρθένες ατμοσφαιρικές συνθήκες που θα μπορούσαν να έχουν δημιουργήσει την αρχή της ζωής. Είναι γενικά αποδεκτό ότι υπάρχουν τρεις ελάχιστες προϋποθέσεις για τη ζωή όπως την καταλαβαίνουμε: μια σταθερή ατμόσφαιρα πλούσια σε συστατικά όπως το οξυγόνο και το υδρογόνο, μια μόνιμη πηγή εξωτερικής ενέργειας και το υγρό νερό. Όπως είδαμε, οι συνθήκες ζωής έχουν σχεδόν εδραιωθεί. Παρ 'όλα αυτά, Χωρίς ελεύθερο οξυγόνο, η ίδια η ζωή μπορεί να απέχει εκατομμύρια χρόνια. Οι βραχώδεις σχηματισμοί που περιέχουν ίχνη στοιχείων όπως το ουράνιο και ο σίδηρος αποτελούν απόδειξη αναερόβιας ατμόσφαιρας. Επομένως, αυτά τα στοιχεία δεν βρίσκονται σε πετρώματα από το μέσο Προκάμβριο ή τουλάχιστον 3 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα.
Σημασία του οξυγόνου
Για οργανισμούς σαν εμάς, η πιο σημαντική ατμοσφαιρική διαδικασία είναι ο σχηματισμός οξυγόνου. Ούτε οι άμεσες χημικές διεργασίες ούτε οι γεωλογικές διεργασίες όπως η ηφαιστειακή δραστηριότητα δεν παράγουν οξυγόνο. Ως εκ τούτου, πιστεύεται ότι ο σχηματισμός του η υδρόσφαιρα, η σταθερή ατμόσφαιρα και η ενέργεια του ήλιου είναι οι προϋποθέσεις για το σχηματισμό πρωτεϊνών στον ωκεανό και τη διαδικασία συμπύκνωσης και σύνθεσης αμινοξέων. των νουκλεϊκών οξέων που φέρουν τον γενετικό κώδικα, σε 1.500 εκατομμύρια χρόνια Αργότερα, μονοκύτταροι αναερόβιοι οργανισμοί εμφανίζονται στον ωκεανό. Μόλις πριν από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, οι υδρόβιοι οργανισμοί που ονομάζονται κυανοβακτήρια άρχισαν να χρησιμοποιούν την ενέργεια του ήλιου για να διασπάσουν μόρια.
Το νερό (H2O) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) ανασυνδυάζονται σε οργανικές ενώσεις και ελεύθερο οξυγόνο (O2), δηλαδή όταν σπάσει ο χημικός δεσμός μεταξύ υδρογόνου και οξυγόνου, το τελευταίο απελευθερώνεται στο περιβάλλον από το οξυγόνο. Η φωτοσύνθεση συνδυάζεται με οργανικό άνθρακα για να σχηματίσει μόρια CO2. Η διαδικασία μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ελεύθερο οξυγόνο μέσω της μοριακής διάστασης ονομάζεται φωτοσύνθεση και συμβαίνει μόνο στα φυτά, αν και είναι ένα τεράστιο βήμα προς την ατμόσφαιρα της Γης που έχουμε σήμερα. Αυτό είναι μεγάλη καταστροφή για τους αναερόβιους οργανισμούς, γιατί αν αυξηθεί το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα, το CO2 μειώνεται.
Σχηματισμός ατμόσφαιρας και αερίων
Εκείνη την εποχή, ορισμένα μόρια οξυγόνου στην ατμόσφαιρα απορροφούν ενέργεια από τις υπεριώδεις ακτίνες που εκπέμπονται από τον ήλιο και διασπώνται για να σχηματίσουν μεμονωμένα άτομα οξυγόνου. Αυτά τα άτομα συνδυάζονται με το υπόλοιπο οξυγόνο για να σχηματίσουν μόρια όζοντος (Ο3), τα οποία απορροφούν το υπεριώδες φως από τον ήλιο. Για 4 δισεκατομμύρια χρόνια, η ποσότητα του όζοντος δεν ήταν αρκετή για να εμποδίσει την είσοδο του υπεριώδους φωτός, αυτό δεν θα επέτρεπε να υπάρχει ζωή έξω από τους ωκεανούς. Πριν από περίπου 600 εκατομμύρια χρόνια, λόγω της θαλάσσιας ζωής, έφτασε η ατμόσφαιρα της Γης επίπεδα όζοντος αρκετά υψηλά ώστε να απορροφούν το επιβλαβές υπεριώδες φως, που οδήγησε στην εμφάνιση της ζωής στις ηπείρους. Σε αυτό το σημείο, το επίπεδο οξυγόνου είναι περίπου 10% της τρέχουσας τιμής. Γι' αυτό, πριν από αυτό, η ζωή περιοριζόταν στον ωκεανό. Ωστόσο, η παρουσία του όζοντος προκαλεί τη μετανάστευση των θαλάσσιων οργανισμών στη στεριά.
Συνεχείς αλληλεπιδράσεις με διάφορα επίγεια φαινόμενα συνέχισαν να συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα έως ότου έφθασε σε μια σύνθεση που αυτή τη στιγμή είναι 99 τοις εκατό υδρογόνο, οξυγόνο και αργό. Επί του παρόντος, η ατμόσφαιρα όχι μόνο λειτουργεί για να προστατεύει τα διάφορα φυσικά φαινόμενα που συμβαίνουν στο διάστημα, αλλά λειτουργεί επίσης ως ένας εξαιρετικός ρυθμιστής των θερμοδυναμικών, χημικών και βιολογικών διεργασιών που είναι εγγενείς στην εξέλιξη και Γεγονότα της Γης, χωρίς τα οποία η ζωή δεν θα ήταν όπως την ξέρουμε. Αυτή η συνεχής αλληλεπίδραση των θερμοκρασιών των ωκεανών, η προστασία του όζοντος από τις βλαβερές ακτίνες του ήλιου και το σχετικά ήρεμο κλίμα επέτρεψαν στη ζωή να συνεχίσει να εξελίσσεται.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα σχετικά με το σχηματισμό της ατμόσφαιρας και πώς πραγματοποιήθηκε.