שכבות האווירה

כפי שראינו בפוסט הקודם, כדור הארץ יש לו רבדים פנימיים וחיצוניים רבים והוא מורכב מארבע תת מערכות. ה שכבות כדור הארץ הם היו בתת המערכת של הגאוספירה. מצד שני, היה לנו הביוספרה, אותו אזור כדור הארץ שבו החיים מתפתחים. ההידרוספרה הייתה החלק של כדור הארץ בו קיימים מים. יש לנו רק תת-מערכת אחרת של כדור הארץ, האטמוספירה. מהן שכבות האטמוספירה? בואו נראה את זה.

האטמוספירה היא שכבת הגזים המקיפה את כדור הארץ ויש לה פונקציות שונות. בין הפונקציות הללו עובדת השיכון בכמות החמצן הדרושה לחיים. תפקיד חיוני נוסף שיש לאווירה עבור יצורים חיים הוא להגן עלינו מפני קרני השמש וגורמים חיצוניים מהחלל כמו מטאוריטים קטנים יותר או אסטרואידים.

הרכב האווירה

האטמוספירה מורכבת מגזים שונים בריכוזים שונים. זה מורכב בעיקר מ חנקן (78%), אך החנקן הזה הוא ניטרלי, כלומר אנו נושמים אותו אך איננו מטבוליזם או משתמשים בו לכל דבר. מה שאנחנו כן משתמשים כדי לחיות זה חמצן נמצא ב- 21%. כל היצורים החיים על פני כדור הארץ, למעט אורגניזמים אנאירוביים, זקוקים לחמצן כדי לחיות. לבסוף, יש אווירה ריכוז נמוך מאוד (1%) מגזים אחרים כמו אדי מים, ארגון ופחמן דו חמצני.

כפי שראינו במאמר בנושא לחץ אטמוספרי, האוויר כבד, ולכן יש יותר אוויר בשכבות התחתונות של האטמוספירה מכיוון שהאוויר מעל דוחף את האוויר למטה והוא צפוף יותר על פני השטח. זה בגלל זה 75% ממסת האטמוספירה הכוללת הוא ממוקם בין פני האדמה לבין 11 הקילומטרים הראשונים בגובה. ככל שאנו צומחים בגובה, האווירה הופכת פחות צפופה ודקה יותר, אולם אין קווים המסמנים את שכבות האטמוספירה השונות, אלא ההרכב והתנאים משתנים. הקו של קרמן, שגובהו כ -100 ק"מ, נחשב לסוף האטמוספירה של כדור הארץ ותחילתו של החלל החיצון.

מהן שכבות האטמוספירה?

כפי שהערנו בעבר, כשאנחנו עולים, אנו נתקלים ברבדים השונים שיש באווירה. כל אחד עם הרכבו, צפיפותו ותפקודו. לאווירה חמש שכבות: הטרופוספירה, הסטרטוספירה, המזוספירה, התרמוספירה והאקסוספירה.

טרופוספירה

השכבה הראשונה של האטמוספירה היא הטרופוספירה והיא ה הכי קרוב לפני האדמה ולכן, ברובד הזה אנו חיים. הוא משתרע מגובה הים עד לגובה של 10-15 ק"מ לערך. זה נמצא בטרופוספירה בה החיים מתפתחים על פני כדור הארץ. מעבר לטרופוספירה התנאים אל תאפשר התפתחות חיים. הטמפרטורה והלחץ האטמוספרי יורדים בטרופוספירה ככל שאנו מגדילים את הגובה בו אנו נמצאים.

תופעות מטאורולוגיות כפי שאנו מכירים מתרחשות בטרופוספירה, מכיוון שמשם העננים אינם מתפתחים. תופעות מטאורולוגיות אלה נוצרות על ידי החימום הלא אחיד שנגרם על ידי השמש באזורים השונים של כדור הארץ. מצב זה גורם הסעת הזרמים והרוחות, המלווים בשינויים בלחץ ובטמפרטורה, מולידים ציקלונים סוערים. מטוסים טסים בתוך הטרופוספירה וכפי שכבר שמנו בעבר, מחוץ לטרופוספירה לא נוצרים עננים, ולכן אין גשמים או סופות.

בחלק הגבוה ביותר של הטרופוספירה אנו מוצאים שכבת גבול הנקראת טרופופאוזה. בשכבת גבול זו הטמפרטורה מגיעה לערכי מינימום יציבים מאוד. לכן מדענים רבים מכנים שכבה זו בשם "שכבה תרמית" מכיוון שמכאן, אדי המים בטרופוספירה לא יכולים לעלות הלאה, מכיוון שהוא נלכד כשהוא משתנה מאדי לקרח. אלמלא הטרופופאוזה, הפלנטה שלנו עלולה לאבד את המים שיש לנו בזמן שהם מתאדים ולנדוד לחלל החיצון. אפשר לומר שהטרופופאוזה הוא מחסום בלתי נראה ששומר על יציבות התנאים שלנו ומאפשר למים להישאר בהישג ידנו.

סטרטוספירה

בהמשך לשכבות האטמוספירה, אנו מוצאים כעת את הסטרטוספירה. הוא נמצא מהטרופופאוזה ונמשך בין 10-15 ק"מ גובהו ל-45-50 ק"מ. הטמפרטורה בסטרטוספירה גבוהה יותר בחלק העליון מאשר בחלק התחתון שכן מכיוון שהיא עולה בגובה, היא סופגת יותר קרני שמש והטמפרטורה שלך עולה. זאת אומרת, התנהגות הטמפרטורה בגובה היא ההפוכה מזו שבטרופוספירה. זה מתחיל יציב אך נמוך וככל שהגובה עולה, הטמפרטורה עולה.

ספיגת קרני האור נובעת מ שכבת האוזון שגובהו בין 30 ל -40 ק"מ. שכבת האוזון היא לא יותר מאשר אזור שבו ריכוז האוזון הסטרטוספרי גבוה בהרבה משאר האטמוספירה. אוזון זה מה מגן עלינו מפני קרני השמש המזיקותאך אם האוזון מתרחש על פני כדור הארץ, זהו מזהם אטמוספרי חזק הגורם למחלות עור, נשימה ולב וכלי דם.

בסטרטוספירה אין כמעט תנועה בכיוון האנכי של האוויר, אך הרוחות בכיוון האופקי יכולות להגיע לעתים קרובות 200 קמ"ש. הבעיה ברוח זו היא שכל חומר שמגיע לסטרטוספירה מפוזר בכל כדור הארץ. דוגמה לכך הם CFC. גזים אלה המורכבים מכלור ופלואור הורסים את שכבת האוזון ומתפשטים על פני כדור הארץ עקב רוחות חזקות מהסטרטוספירה.

בסוף הסטרטוספירה היא הסטרטאפוזה. זהו אזור באטמוספירה בו מסתיימים ריכוזים גבוהים של אוזון והטמפרטורה הופכת ליציבה מאוד (מעל 0 מעלות צלזיוס). הסטרטאפוזה היא זו שמפנה את מקומה למזוספירה.

מזוספירה

זוהי שכבת האטמוספירה הנמשכת בין 50 ק"מ ל -80 ק"מ פחות או יותר. התנהגות הטמפרטורה במזוספירה דומה לזו של הטרופוספירה, מכיוון שהיא יורדת בגובה. שכבה זו של האטמוספירה, למרות היותה קרה, מסוגל לעצור מטאוריטים כאשר הם נופלים לאטמוספרה בה הם נשרפים, באופן זה הם משאירים עקבות אש בשמי הלילה.

המזוספרה היא השכבה הדקה ביותר של האטמוספירה, מאז מכיל רק 0,1% מסך מסת האוויר ובתוכה ניתן להגיע לטמפרטורות של עד -80 מעלות. בשכבה זו מתרחשות תגובות כימיות חשובות ובשל צפיפות האוויר הנמוכה נוצרות מערבולות שונות המסייעות לחלליות בעת חזרתן לכדור הארץ, מאחר שהן מתחילות להבחין במבנה של רוחות הרקע ולא רק בבלם האווירודינמי. של הספינה.

בסוף המזוספירה הוא את גיל המעבר. שכבת הגבול היא שמפרידה בין המזוספרה והתרמוספירה. הוא ממוקם בערך 85-90 ק"מ וגובהו הטמפרטורה יציבה ונמוכה מאוד. בשכבה זו מתרחשות תגובות כימותרומנסיות ואווירולומינסנציה.

תרמוספירה

זו השכבה הרחבה ביותר של האטמוספירה. זה משתרע מ 80-90 ק"מ עד 640 ק"מ. בשלב זה כמעט לא נותר אוויר והחלקיקים הקיימים בשכבה זו מיוננים על ידי קרינה אולטרה סגולה. שכבה זו נקראת גם יונוספירה עקב התנגשויות היונים המתרחשות בו. ליונוספירה השפעה רבה על התפשטות גלי רדיו. חלק מהאנרגיה שמקרין משדר לכיוון היונוספירה נספג באוויר המיונן ואחר נשבר, או מוסט, בחזרה לכיוון פני האדמה.

הטמפרטורה בתרמוספירה גבוהה מאוד ומגיעה עד אלפי מעלות צלזיוס. כל החלקיקים הנמצאים בתרמוספירה טעונים מאוד באנרגיה מקרני השמש. אנו מגלים כי הגזים אינם מפוזרים באופן שווה כפי שקורה בשכבות הקודמות של האטמוספירה.

בתרמוספירה אנו מוצאים המגנטוספירה. זהו אזור האטמוספירה בו שדה הכבידה של כדור הארץ מגן עלינו מפני רוח השמש.

אקסוספירה

השכבה האחרונה של האטמוספירה היא האקסוספירה. זוהי השכבה הרחוקה ביותר מעל פני האדמה ובגלל גובהה, היא הבלתי מוגדרת ביותר ולכן אינה כשלעצמה נחשבת לשכבה של האטמוספירה. פחות או יותר הוא משתרע בין 600-800 ק"מ גובה עד 9.000-10.000 ק"מ. שכבת האטמוספירה הזו היא מה מפריד בין כדור הארץ לחלל החיצון ובו האטומים בורחים. הוא מורכב בעיקר ממימן.

כמו שאתה רואה, תופעות שונות מתרחשות בשכבות האטמוספירהיש פונקציות שונות. מהגשם, הרוחות והלחצים, דרך שכבת האוזון והקרניים האולטרה סגולות, לכל אחת משכבות האטמוספרה יש את הפונקציה שלה שהופכת את החיים על הפלנטה כפי שאנו מכירים אותה.

ההיסטוריה של האווירה

La אווירה שאנחנו יודעים היום לא תמיד זה היה ככה. מיליוני שנים עברו מאז נוצר כוכב הלכת עד היום וזה גרם לשינויים בהרכב האטמוספירה.

האטמוספירה הראשונה של כדור הארץ שהתקיימה נבעה מהגשם הגדול והארוך ביותר בהיסטוריה שיצרו את האוקיינוסים. הרכב האטמוספירה לפני החיים כפי שאנו מכירים אותה נוצר היה מורכב ברובו ממתאן. אז זה כן יותר מ -2.300 מיליארד שנים, האורגניזמים ששרדו את התנאים הללו היו אורגניזמים מתנוגנים וחומרים נוגדי חמצוןכלומר הם לא היו זקוקים לחמצן כדי לחיות. כיום מתנוגנים חיים במשקעי אגמים או בקיבה של פרות שאין בהן חמצן. כדור הארץ היה עדיין צעיר מאוד והשמש זרחה פחות, אולם ריכוז המתאן באטמוספירה היה פי 600 יותר ממה שיש היום עם זיהום. זה מתורגם לאפקט חממה מספיק חזק כדי להצליח להגביר את הטמפרטורות העולמיות, מכיוון שמתאן שומר על חום רב.

מאוחר יותר, עם הריבוי של ציאנובקטריות ואצות, כדור הארץ התמלא בחמצן ושינה את הרכב האטמוספירה עד שלאט לאט הוא הפך להיות מה שיש לנו כיום. הודות לטקטוניקת הלוחות, ארגון מחדש של היבשות תרם להפצת קרבונט לכל חלקי כדור הארץ. וזו הסיבה שהאטמוספירה הפכה מאטמוספירה מצומצמת לאווירה מחמצנת. ריכוז החמצן הראה שיאים גבוהים ונמוכים עד שהוא נשאר פחות או יותר בריכוז קבוע של 15%.