Përbërja e gazit e ajrit atmosferik

Përbërja e gazit e ajrit që thithim është 78% nitrogjen, 21% oksigjen dhe 1% gazra të tjerë. Por në atmosferën e qyteteve të mëdha industriale, ky raport shpesh shkelet.

Një pjesë e konsiderueshme përbëhet nga papastërtitë e dëmshme të shkaktuara nga emetimet nga ndërmarrjet dhe automjetet. Transporti motorik sjell shumë papastërti në atmosferë: hidrokarbure me përbërje të panjohur, benzo (a) piren, dioksid karboni, squfur dhe komponime të azotit, plumb, monoksid karboni.

Atmosfera përbëhet nga një përzierje e një numri gazesh - ajri, në të cilin pezullohen papastërtitë koloidale - pluhuri, pikat, kristalet, etj. Përbërja e ajrit atmosferik ndryshon pak me lartësinë. Mirëpo, duke filluar nga lartësia rreth 100 km, së bashku me oksigjenin dhe azotin molekular, si rezultat i shpërbërjes së molekulave shfaqet edhe oksigjeni atomik dhe fillon ndarja gravitacionale e gazeve. Mbi 300 km atmosfera dominohet nga oksigjeni atomik, mbi 1000 km nga heliumi dhe më pas nga hidrogjeni atomik. Presioni dhe dendësia e atmosferës zvogëlohen me lartësinë; rreth gjysma e masës totale të atmosferës është e përqendruar në 5 km më të ulët, 9/10 - në 20 km më të ulët dhe 99.5% - në 80 km më të ulët. Në lartësitë rreth 750 km, dendësia e ajrit bie në 10-10 g/m3 (ndërsa afër sipërfaqes së tokës është rreth 103 g/m3), por edhe një densitet kaq i ulët është ende i mjaftueshëm për shfaqjen e aurorave. Atmosfera nuk ka një kufi të sipërm të mprehtë; dendësia e gazeve përbërëse të tij

Përbërja e ajrit atmosferik që secili prej nesh thith përfshin disa gazra, kryesorët prej të cilëve janë: azoti (78,09%), oksigjeni (20,95%), hidrogjeni (0,01%) dioksidi i karbonit (dioksidi i karbonit) (0,03%) dhe inerti. gaze (0,93%). Përveç kësaj, gjithmonë ekziston një sasi e caktuar e avullit të ujit në ajër, sasia e të cilit ndryshon gjithmonë me temperaturën: sa më e lartë të jetë temperatura, aq më e madhe është përmbajtja e avullit dhe anasjelltas. Për shkak të luhatjeve të sasisë së avullit të ujit në ajër, përqindja e gazeve në të është gjithashtu e ndryshueshme. Të gjithë gazrat në ajër janë pa ngjyrë dhe pa erë. Pesha e ajrit ndryshon jo vetëm nga temperatura, por edhe nga përmbajtja e avullit të ujit në të. Në të njëjtën temperaturë, pesha e ajrit të thatë është më e madhe se ajo e ajrit të lagësht, sepse avulli i ujit është shumë më i lehtë se avulli i ajrit.

Tabela tregon përbërjen e gazit të atmosferës në raportin vëllimor të masës, si dhe jetëgjatësinë e përbërësve kryesorë:

Vetitë e gazeve që përbëjnë ajrin atmosferik ndryshojnë nën presion.

Për shembull: oksigjeni nën presion prej më shumë se 2 atmosferash ka një efekt toksik në trup.

Azoti nën presion mbi 5 atmosfera ka efekt narkotik (intoksikim me azot). Një ngritje e shpejtë nga thellësia shkakton sëmundjen e dekompresimit për shkak të lëshimit të shpejtë të flluskave të azotit nga gjaku, sikur e shkumëzon atë.

Një rritje e dioksidit të karbonit me më shumë se 3% në përzierjen e frymëmarrjes shkakton vdekjen.

Çdo komponent që është pjesë e ajrit, me një rritje të presionit në kufij të caktuar, bëhet një helm që mund të helmojë trupin.

Studimet e përbërjes së gazit të atmosferës. kimia atmosferike

Për historinë e zhvillimit të shpejtë të një dege relativisht të re të shkencës të quajtur kimia atmosferike, termi "shpërthim" (hedhje) i përdorur në sportet me shpejtësi të lartë është më i përshtatshmi. Gjuajtja nga pistoleta e nisjes, ndoshta, ishte dy artikuj të botuar në fillim të viteve 1970. Ata u morën me shkatërrimin e mundshëm të ozonit stratosferik nga oksidet e azotit - NO dhe NO 2. E para i përkiste laureatit të ardhshëm të Nobelit, dhe më pas një punonjësi të Universitetit të Stokholmit, P. Krutzen, i cili konsideronte se burimi i mundshëm i oksideve të azotit në stratosferë ishte oksidi i azotit N 2 O që ndodh në mënyrë natyrale që prishet nën veprimin e dritës së diellit. Autori i artikullit të dytë, G. Johnston, një kimist nga Universiteti i Kalifornisë në Berkeley, sugjeroi që oksidet e azotit shfaqen në stratosferë si rezultat i aktivitetit njerëzor, përkatësisht, nga emetimet e produkteve të djegies nga motorët reaktivë të lartë. avion në lartësi.

Natyrisht, hipotezat e mësipërme nuk dolën nga e para. Raporti i të paktën përbërësve kryesorë në ajrin atmosferik - molekulat e azotit, oksigjenit, avullit të ujit, etj. - ishte i njohur shumë më herët. Tashmë në gjysmën e dytë të shekullit XIX.

në Evropë u bënë matje të përqendrimit të ozonit në ajrin sipërfaqësor. Në vitet 1930, shkencëtari anglez S. Chapman zbuloi mekanizmin e formimit të ozonit në një atmosferë thjesht oksigjeni, duke treguar një grup ndërveprimesh të atomeve dhe molekulave të oksigjenit, si dhe të ozonit në mungesë të ndonjë komponenti tjetër të ajrit. Megjithatë, në fund të viteve 1950, matjet meteorologjike të raketave treguan se kishte shumë më pak ozon në stratosferë sesa duhet të ishte sipas ciklit të reagimit Chapman. Megjithëse ky mekanizëm mbetet themelor edhe sot e kësaj dite, u bë e qartë se ka disa procese të tjera që janë gjithashtu të përfshira në mënyrë aktive në formimin e ozonit atmosferik.

Vlen të përmendet se nga fillimi i viteve 1970, njohuritë në fushën e kimisë atmosferike u morën kryesisht me përpjekjet e shkencëtarëve individualë, kërkimi i të cilëve nuk ishte i bashkuar nga ndonjë koncept i rëndësishëm shoqëror dhe më së shpeshti kishte natyrë thjesht akademike. Një gjë tjetër është puna e Johnston: sipas llogaritjeve të tij, 500 avionë, duke fluturuar 7 orë në ditë, mund të zvogëlojnë sasinë e ozonit stratosferik me të paktën 10%! Dhe nëse këto vlerësime do të ishin të drejta, atëherë problemi do të bëhej menjëherë socio-ekonomik, pasi në këtë rast të gjitha programet për zhvillimin e aviacionit të transportit supersonik dhe infrastrukturës përkatëse do t'i nënshtroheshin një rregullimi të konsiderueshëm, e ndoshta edhe mbylljes. Për më tepër, atëherë për herë të parë u ngrit me të vërtetë pyetja se aktiviteti antropogjen mund të shkaktojë jo një kataklizëm lokal, por një kataklizmë globale. Natyrisht, në situatën aktuale, teoria kishte nevojë për një verifikim shumë të ashpër dhe në të njëjtën kohë të shpejtë.

Kujtojmë se thelbi i hipotezës së mësipërme ishte se oksidi nitrik reagon me ozonin NO + O 3 ® ® NO 2 + O 2, më pas dioksidi i azotit i formuar në këtë reaksion reagon me atomin e oksigjenit NO 2 + O ® NO + O 2 , duke rivendosur kështu praninë e NO në atmosferë, ndërsa molekula e ozonit humbet në mënyrë të pakthyeshme. Në këtë rast, një palë e tillë reaksionesh, që përbëjnë ciklin katalitik të azotit të shkatërrimit të ozonit, përsëritet derisa çdo proces kimik ose fizik të çojë në largimin e oksideve të azotit nga atmosfera. Kështu, për shembull, NO 2 oksidohet në acid nitrik HNO 3, i cili është shumë i tretshëm në ujë, dhe për këtë arsye largohet nga atmosfera nga retë dhe reshjet. Cikli katalitik i azotit është shumë efikas: një molekulë NO arrin të shkatërrojë dhjetëra mijëra molekula ozoni gjatë qëndrimit të saj në atmosferë.

Por, siç e dini, telashet nuk vijnë vetëm. Së shpejti, specialistë nga universitetet amerikane - Michigan (R. Stolyarsky dhe R. Cicerone) dhe Harvard (S. Wofsi dhe M. McElroy) - zbuluan se ozoni mund të kishte një armik edhe më të pamëshirshëm - përbërjet e klorit. Sipas vlerësimeve të tyre, cikli katalitik i klorit të shkatërrimit të ozonit (reaksionet Cl + O 3 ® ClO + O 2 dhe ClO + O ® Cl + O 2) ishte disa herë më efikas se ai i azotit. Arsyeja e vetme për optimizëm të kujdesshëm ishte se sasia e klorit natyral në atmosferë është relativisht e vogël, që do të thotë se efekti i përgjithshëm i ndikimit të tij në ozon mund të mos jetë shumë i fortë. Megjithatë, situata ndryshoi në mënyrë dramatike kur, në vitin 1974, punonjësit e Universitetit të Kalifornisë në Irvine, S. Rowland dhe M. Molina, zbuluan se burimi i klorit në stratosferë janë komponimet e klorofluorokarbonit (CFC), të cilat përdoren gjerësisht në ftohje. bimët, paketa aerosol etj. Duke qenë jo të ndezshme, jo toksike dhe kimikisht pasive, këto substanca transportohen ngadalë duke ngjitur rrymat e ajrit nga sipërfaqja e tokës në stratosferë, ku molekulat e tyre shkatërrohen. rrezet e diellit, duke rezultuar në lirimin e atomeve të klorit të lirë. Prodhimi industrial i CFC-ve, i cili filloi në vitet 1930, dhe emetimet e tyre në atmosferë u rritën në mënyrë të qëndrueshme në të gjitha vitet e mëvonshme, veçanërisht në vitet '70 dhe '80. Kështu, brenda një periudhe shumë të shkurtër kohore, teoricienët kanë identifikuar dy probleme në kiminë atmosferike të shkaktuara nga ndotja intensive antropogjene.

Megjithatë, për të testuar qëndrueshmërinë e hipotezave të propozuara, ishte e nevojshme të kryheshin shumë detyra.

Së pari, zgjerimi i kërkimeve laboratorike, gjatë të cilave do të ishte e mundur të përcaktoheshin ose të sqaroheshin ritmet e reaksioneve fotokimike midis përbërësve të ndryshëm të ajrit atmosferik. Duhet thënë se të dhënat shumë të pakta për këto shpejtësi që ekzistonin në atë kohë kishin edhe gabime të drejta (deri në disa qindra për qind). Për më tepër, kushtet në të cilat janë bërë matjet, si rregull, nuk korrespondonin shumë me realitetet e atmosferës, gjë që e përkeqësoi seriozisht gabimin, pasi intensiteti i shumicës së reagimeve varej nga temperatura, dhe ndonjëherë nga presioni ose ajri atmosferik. dendësia.

Së dyti, studiojnë intensivisht vetitë rrezatuese-optike të një numri gazrash të vegjël atmosferikë në kushte laboratorike.

Molekulat e një numri të konsiderueshëm përbërësish të ajrit atmosferik shkatërrohen nga rrezatimi ultravjollcë i Diellit (në reaksionet e fotolizës), midis tyre nuk janë vetëm CFC-të e përmendura më lart, por edhe oksigjeni molekular, ozoni, oksidet e azotit dhe shumë të tjera. Prandaj, vlerësimet e parametrave të çdo reaksioni të fotolizës ishin po aq të nevojshme dhe të rëndësishme për riprodhimin e saktë të proceseve kimike atmosferike sa edhe shpejtësitë e reaksioneve midis molekulave të ndryshme.

Përbërja kimike e ajrit luan një rol të rëndësishëm në zbatimin e funksionit të frymëmarrjes. Ajri atmosferik është një përzierje e gazrave: oksigjen, dioksid karboni, argon, azot, neoni, kripton, ksenon, hidrogjen, ozon, etj. Oksigjeni është më i rëndësishmi. Në pushim, një person thith 0,3 l / min. Gjatë aktivitetit fizik konsumi i oksigjenit rritet dhe mund të arrijë në 4,5–8 l/min.Luhatjet e përmbajtjes së oksigjenit në atmosferë janë të vogla dhe nuk i kalojnë 0,5%. Nëse përmbajtja e oksigjenit ulet në 11-13%, ka fenomene të mungesës së oksigjenit. Një përmbajtje e oksigjenit prej 7-8% mund të çojë në vdekje. Dioksidi i karbonit - pa ngjyrë dhe pa erë, formohet gjatë frymëmarrjes dhe kalbjes, djegies së karburantit. Në atmosferë është 0,04%, dhe në zonat industriale - 0,05-0,06%. Me një turmë të madhe njerëzish, mund të rritet në 0.6 - 0.8%. Me thithjen e zgjatur të ajrit me një përmbajtje prej 1-1,5% dioksid karboni, vërehet një përkeqësim i mirëqenies, dhe me 2-2,5% - ndryshime patologjike. Me 8-10% humbje të vetëdijes dhe vdekje, ajri ka një presion të quajtur atmosferik ose barometrik. Ajo matet në milimetra merkur (mm Hg), hectopascals (hPa), milibar (mb).

Presioni normal konsiderohet të jetë presioni atmosferik në nivelin e detit në një gjerësi gjeografike prej 45˚ në një temperaturë të ajrit prej 0˚С. Është e barabartë me 760 mm Hg. (Ajri i brendshëm konsiderohet të jetë i cilësisë së dobët nëse përmban 1% dioksid karboni. Kjo vlerë merret si vlerë e llogaritur gjatë projektimit dhe instalimit të ventilimit në dhoma.

Ndotja e ajrit. Monoksidi i karbonit është një gaz pa ngjyrë dhe erë, i formuar gjatë djegies jo të plotë të karburantit dhe hyn në atmosferë me emetimet industriale dhe gazrat e shkarkimit të motorit. djegia e brendshme. Në megaqytetet përqendrimi i tij mund të arrijë deri në 50-200 mg/m3. Kur pini duhan, monoksidi i karbonit hyn në trup. Monoksidi i karbonit është një helm gjaku dhe i përgjithshëm toksik. Bllokon hemoglobinën, humbet aftësinë për të çuar oksigjen në inde. Helmimi akut ndodh kur përqendrimi i monoksidit të karbonit në ajër është 200-500 mg/m3. Në këtë rast, ka një dhimbje koke, dobësi të përgjithshme, të përzier, të vjella. Përqendrimi maksimal i lejuar është mesatar ditor 0 1 mg/m3, tek - 6 mg/m3. Ajri mund të ndotet me dioksid squfuri, blozë, substanca rrëshinore, okside të azotit, disulfid karboni.

Mikroorganizmat. Në sasi të vogla, ato janë gjithmonë në ajër, ku barten me pluhur dheu. Mikrobet e sëmundjeve infektive që hyjnë në atmosferë vdesin shpejt. Rrezik i veçantë në raportin epidemiologjik është ajri i ambienteve të banimit dhe ambienteve sportive. Për shembull, në sallat e mundjes vërehet përmbajtja e mikrobeve deri në 26000 në 1 m3 ajër. Infeksionet aerogjene në një ajër të tillë përhapen shumë shpejt.

PluhuriËshtë një grimca e dendur e lehtë me origjinë minerale ose organike, që futet në mushkëritë e pluhurit, qëndron atje dhe shkakton sëmundje të ndryshme. Pluhuri industrial (plumb, krom) mund të shkaktojë helmim. Në qytete, pluhuri nuk duhet të kalojë 0,15 mg/m3, terrenet sportive duhet të ujiten rregullisht, të kenë një zonë të gjelbëruar dhe të kryejnë pastrim të lagësht. Janë krijuar zona mbrojtëse sanitare për të gjitha ndërmarrjet që ndotin atmosferën. Sipas klasës së rrezikut, ata kanë madhësive të ndryshme: për ndërmarrjet e klasës 1 - 1000 m, 2 - 500 m, 3 - 300 m, 4 -100 m, 5 - 50 m. Kur vendosni objekte sportive pranë ndërmarrjeve, është e nevojshme të merren parasysh trëndafili i erës, sanitare zonat mbrojtëse, shkalla e ndotjes së ajrit etj.

Një nga masat e rëndësishme për mbrojtjen e mjedisit ajror është mbikëqyrja parandaluese dhe aktuale sanitare dhe monitorimi sistematik i gjendjes së ajrit atmosferik. Është prodhuar duke përdorur një sistem monitorimi të automatizuar.

Ajri i pastër atmosferik afër sipërfaqes së Tokës ka këtë përbërje kimike: oksigjen - 20,93%, dioksid karboni - 0,03-0,04%, azot - 78,1%, argoni, helium, krypton 1%.

Ajri i nxjerrë përmban 25% më pak oksigjen dhe 100 herë më shumë dioksid karboni.
Oksigjen. Përbërësi më i rëndësishëm i ajrit. Siguron rrjedhën e proceseve redoks në trup. Një i rritur në pushim konsumon 12 litra oksigjen, gjatë punës fizike 10 herë më shumë. Në gjak, oksigjeni është i lidhur me hemoglobinën.

Ozoni. Gaz kimikisht i paqëndrueshëm, i aftë për të thithur rrezatimin ultravjollcë me valë të shkurtër diellore, i cili ka një efekt të dëmshëm në të gjitha gjallesat. Ozoni thith rrezatimin infra të kuqe me valë të gjatë që vjen nga Toka dhe kështu parandalon ftohjen e tepërt të tij (shtresa e ozonit të Tokës). Nën ndikimin e rrezatimit UV, ozoni dekompozohet në një molekulë dhe një atom oksigjeni. Ozoni është një agjent baktericid për dezinfektimin e ujit. Në natyrë, formohet gjatë shkarkimeve elektrike, gjatë avullimit të ujit, gjatë rrezatimit ultravjollcë, gjatë stuhive, në male dhe në pyje halore.

Dioksid karboni. Formohet si rezultat i proceseve redoks që ndodhin në trupin e njerëzve dhe kafshëve, djegies së karburantit, kalbjes së substancave organike. Në ajrin e qyteteve, përqendrimi i dioksidit të karbonit është rritur për shkak të emetimeve industriale - deri në 0,045%, në ambientet e banimit - deri në 0,6-0,85. Një i rritur në pushim lëshon 22 litra dioksid karboni në orë, dhe gjatë punës fizike - 2-3 herë më shumë. Shenjat e përkeqësimit të mirëqenies së një personi shfaqen vetëm me thithjen e zgjatur të ajrit që përmban 1-1,5% dioksid karboni, ndryshime të theksuara funksionale - në një përqendrim prej 2-2,5% dhe simptoma të theksuara (dhimbje koke, dobësi e përgjithshme, gulçim, palpitacione. , rënie në performancë) - në 3-4%. Rëndësia higjienike e dioksidit të karbonit qëndron në faktin se ai shërben si një tregues indirekt i ndotjes së përgjithshme të ajrit. Norma e dioksidit të karbonit në palestra është 0.1%.

Azoti. Një gaz indiferent shërben si tretës për gazrat e tjerë. Inhalimi i shtuar i azotit mund të ketë një efekt narkotik.

Oksid karboni. Formohet gjatë djegies jo të plotë të substancave organike. Nuk ka ngjyrë apo erë. Përqendrimi në atmosferë varet nga intensiteti i trafikut të automjeteve. Duke depërtuar përmes alveolave ​​pulmonare në gjak, ajo formon karboksihemoglobinë, si rezultat, hemoglobina humbet aftësinë e saj për të transportuar oksigjen. Përqendrimi mesatar ditor maksimal i lejuar i monoksidit të karbonit është 1 mg/m3.

Dozat toksike të monoksidit të karbonit në ajër janë 0,25-0,5 mg/l. Me ekspozim të zgjatur, dhimbje koke, të fikët, palpitacione.

Dioksidi i squfurit. Ai hyn në atmosferë si rezultat i djegies së lëndëve djegëse të pasura me squfur (thëngjill). Formohet gjatë pjekjes dhe shkrirjes së xeheve të squfurit, gjatë ngjyrosjes së pëlhurave. Irriton mukozën e syve dhe traktin e sipërm respirator. Pragu i ndjeshmërisë është 0,002-0,003 mg/l. Gazi është i dëmshëm veçanërisht për bimësinë halore pemët.
Papastërtitë mekanike të ajrit vijnë në formën e tymit, blozës, blozës, grimcave të grimcuara të tokës dhe lëndëve të tjera të ngurta. Përmbajtja e pluhurit të ajrit varet nga natyra e tokës (rërë, argjilë, asfalt), gjendja e saj sanitare (lotim, pastrim), ndotja e ajrit nga emetimet industriale dhe gjendja sanitare e ambienteve.

Pluhuri irriton mekanikisht mukozën e rrugëve të sipërme të frymëmarrjes dhe syve. Thithja sistematike e pluhurit shkakton sëmundje të frymëmarrjes. Kur merrni frymë përmes hundës, deri në 40-50% të pluhurit mbahet. Pluhuri mikroskopik, i cili është në gjendje pezull prej kohësh, është më i pafavorshmi për sa i përket higjienës. Ngarkesa elektrike e pluhurit rrit aftësinë e tij për të depërtuar në mushkëri dhe për të mbetur në to. Pluhuri. që përmban plumb, arsenik, krom dhe substanca të tjera toksike, shkakton dukuri tipike helmuese dhe kur depërtohet jo vetëm me frymëmarrje, por edhe përmes lëkurës dhe traktit gastrointestinal. Në ajrin me pluhur, intensiteti i rrezatimit diellor dhe jonizimi i ajrit janë ulur ndjeshëm. Për të parandaluar efektet negative të pluhurit në trup, ndërtesat e banimit janë të ekspozuara ndaj ndotësve të ajrit nga ana e erës. Mes tyre janë rregulluar zona mbrojtëse sanitare 50-1000 m e më shumë. Në ambientet e banimit sistematik pastrim i lagësht, ajrimi i ambienteve, ndërrimi i këpucëve dhe veshjeve të sipërme, përdorimi i dherave pa pluhur dhe lotimi në zona të hapura.

mikroorganizmat e ajrit. Ndotja bakteriale e ajrit, si objektet e tjera mjedisi i jashtëm(ujë, tokë), është i rrezikshëm në aspektin epidemiologjik. Në ajër ka mikroorganizma të ndryshëm: baktere, viruse, kërpudha myku, qeliza maja. Më e zakonshme është metoda ajrore e transmetimit të infeksioneve: nje numer i madh i mikrobet që hyjnë në rrugët e frymëmarrjes gjatë frymëmarrjes njerëz të shëndetshëm. Për shembull, kur flasim me zë të lartë dhe aq më tepër kur kolliteni dhe teshtitni, pikat më të vogla spërkaten në një distancë prej 1-1,5 m dhe përhapen me ajër deri në 8-9 m. Këto pika mund të qëndrojnë pezull për 4-5 orë. , por në shumicën e rasteve zgjidhen në 40-60 minuta. Në pluhur, virusi i gripit dhe bacilet e difterisë mbeten të qëndrueshme për 120-150 ditë. Ekziston një marrëdhënie e njohur: sa më shumë pluhur në ajrin e brendshëm, aq më e bollshme është përmbajtja e mikroflorës në të.

Ajri është një përzierje natyrale e gazrave që është zhvilluar gjatë evolucionit të Tokës. Ajri është elementi më i rëndësishëm i mjedisit njerëzor dhe të gjitha gjallesave në planetin tonë. Ajri vazhdimisht e rrethon trupin e njeriut dhe është jetik për funksionimin normal të tij. Vetë jeta është e pamundur pa procese të frymëmarrjes.

Përbërja e ajrit

Atmosfera e Tokës është shumështresore. Shtresa e atmosferës më afër Tokës që thithim përbëhet nga elementët e mëposhtëm të tabelës periodike: nitrogjenit, oksigjen, argoni, si dhe dioksid karboni. Më pas vijnë gazrat, pjesa e të cilave në vëllimin e përgjithshëm të ajrit është më pak se 0,002%, - helium, gaz neoni, kripton, hidrogjeni, ksenon, metani Dhe ozonit.

Një përbërje e tillë mund të ndryshojë ndjeshëm në varësi të vendit, për shembull, ndryshon në qytet dhe në pyll, në bregdet dhe në male.

Avulli i ujit, ozoni dhe dioksidi i karbonit luajnë një rol të rëndësishëm në parandalimin e ngrohjes së rrezeve të diellit dhe shkatërrimin e organizmave të gjallë që jetojnë në sipërfaqen e planetit.

Më vete, duhet thënë për dioksidin e karbonit: ai nxirret nga të gjitha krijesat e gjalla në planet, ai emetohet nga bimët dhe organizmat e kalbur, ai përmbahet në tym nga zjarri. Vetëm bimët mund të "marrin frymë" dioksid karboni dhe "të nxjerrin" oksigjen. Njerëzit dhe kafshët, nga ana tjetër, thithin oksigjen dhe nxjerrin dioksid karboni.

Përbërja e ajrit

Karakteristikat e ajrit

Ajri mund të kompresohet dhe të bëhet elastik. Njerëzit kanë mësuar të përdorin fuqinë e ajrit të kompresuar, falë të cilit funksionojnë shumë mekanizma. Këto janë, për shembull, një kompresor për një akuarium, një pompë për fryrjen e gomave për biçikleta dhe makina.

Ajri e mban mirë nxehtësinë. Kjo pronë ndihmon njerëzit, kafshët dhe madje edhe bimët. Një person fut korniza të dyfishta, midis krahëve të të cilave ka ajër, dhe kështu izolon shtëpinë e tij. Zogjtë dhe gjitarët e mbajnë trupin e tyre të ngrohtë falë ajrit që ndodhet midis pendëve ose gëzofit të tyre. Në acar, bimët ngrohen nga ajri nën dëborë, i cili ndodhet midis flokeve të borës. Kjo është arsyeja pse bimët kanë nevojë për një mbulesë dëbore në dimër.

Shtresa e ozonit

Era e freskisë pas një stuhie është një erë ozonit. Nën ndikimin e rrezatimit ultravjollcë diellore, oksigjeni shndërrohet në ozon. Një batanije e tillë gazi mbulon Tokën në një lartësi prej 18-25 km. Është ajo që vonon rrezet e diellit, shkatërruese për të gjitha gjallesat. Përveç kësaj, ozoni formohet për shkak të shkarkimeve elektrike, për shembull, gjatë stuhive dhe gjatë oksidimit të ujërat e detit barërat e këqija ose rrëshirat e pemëve halore.

Ozoni shkatërrohet nga komponimet kimike që përmbajnë klor ose fluor. Për shembull, është freoni që përdoret si ftohës. Si rezultat i ekspozimit ndaj këtyre substancave, shtresa e ozonit në atmosferë bëhet më e hollë, duke formuar një vrimë ozoni. Megjithatë, rritja dhe tkurrja e vrimave të ozonit janë gjithashtu dukuri natyrore dhe nuk varen plotësisht nga aktiviteti njerëzor.

Deri më sot, shkencëtarët kanë zbuluar se trashësia e shtresës së ozonit mbi Antarktidë është ulur ndjeshëm. Për shkak të kësaj, një numër i madh rrezet ultraviolet arrin në sipërfaqen e tokës.

Ndërhyrje atmosferike

Njeriu e ndot atmosferën duke lëshuar në të gazra të dëmshëm, të cilët kanë emra të ndryshëm: metan, monoksid karboni, dioksid squfuri. Gazrat e dëmshëm prodhuar nga djegia substancave të ndryshme: benzinë ​​që lëviz makinat, qymyr që ngroh sobën, materiale të krijuara artificialisht dhe substancave kimike që djegin ndërmarrje të ndryshme. Kjo çon në faktin se përmbajtja e oksigjenit në ajrin që thithim zvogëlohet shumë, dhe përmbajtja e dioksidit të karbonit rritet.

Veçanërisht e rrezikshme për të gjithë materiet e gjalla, të cilat quhen aerosolet. Nëse thithni substanca të tilla, mund të sëmureni rëndë. sipër qytete të mëdha sasia e aerosoleve është shumë e lartë. Prandaj, shpesh është e vështirë të marrësh frymë në qytete.

Përbërja dhe struktura e atmosferës.

Atmosfera është mbështjellësi i gaztë i Tokës. Shtrirja vertikale e atmosferës është më shumë se tre rreze tokësore (rrezja mesatare është 6371 km) dhe masa është 5,157 x 10 15 ton, që është rreth një e milionta e masës së Tokës.

Ndarja e atmosferës në shtresa në drejtim vertikal bazohet në sa vijon:

- përbërja e ajrit atmosferik,

— proceset fizike dhe kimike;

— shpërndarja e temperaturës në lartësi;

— ndërveprimi i atmosferës me sipërfaqen e poshtme.

Atmosfera e planetit tonë është një përzierje mekanike e gazrave të ndryshëm, duke përfshirë avujt e ujit, si dhe një sasi të caktuar të aerosoleve. Përbërja e ajrit të thatë në 100 km më të ulët mbetet pothuajse konstante. Ajri i pastër dhe i thatë, në të cilin nuk ka avuj uji, pluhur dhe papastërti të tjera, është një përzierje e gazrave, kryesisht azotit (78% e vëllimit të ajrit) dhe oksigjenit (21%). Pak më pak se një përqind është argoni, dhe në sasi shumë të vogla ka shumë gazra të tjerë - ksenon, kripton, dioksid karboni, hidrogjen, helium, etj. (Tabela 1.1).

Azoti, oksigjeni dhe përbërësit e tjerë të ajrit atmosferik janë gjithmonë në atmosferë në gjendje të gaztë, pasi temperaturat kritike, domethënë temperaturat në të cilat ato mund të jenë në gjendje të lëngshme, janë shumë më të ulëta se temperaturat e vërejtura në sipërfaqen e Tokës. . Përjashtim është dioksidi i karbonit. Megjithatë, për kalimin në gjendje të lëngshme, përveç temperaturës, është e nevojshme edhe arritja e një gjendje ngopjeje. Ka pak dioksid karboni në atmosferë (0,03%) dhe është në formën e molekulave të veçanta, të shpërndara në mënyrë të barabartë midis molekulave të gazeve të tjera atmosferike. Gjatë 60-70 viteve të fundit, përmbajtja e tij është rritur me 10-12%, nën ndikimin e veprimtarisë njerëzore.

Më shumë se të tjerët, përmbajtja e avullit të ujit është subjekt i ndryshimit, përqendrimi i të cilit në sipërfaqen e Tokës në temperatura të larta mund të arrijë 4%. Me një rritje të lartësisë dhe një ulje të temperaturës, përmbajtja e avullit të ujit zvogëlohet ndjeshëm (në një lartësi prej 1.5-2.0 km - përgjysmë dhe 10-15 herë nga ekuatori në pol).

Masa e papastërtive të ngurta gjatë 70 viteve të fundit në atmosferën e hemisferës veriore është rritur me rreth 1.5 herë.

Qëndrueshmëria e përbërjes së gazit të ajrit sigurohet nga përzierja intensive e shtresës së poshtme të ajrit.

Përbërja e gazit e shtresave të poshtme të ajrit të thatë (pa avull uji)

Roli dhe rëndësia e gazeve kryesore të ajrit atmosferik

OKSIGJEN (RRETH) jetike për pothuajse të gjithë banorët e planetit. Është një gaz aktiv. Merr pjesë në reaksionet kimike me gazra të tjerë atmosferikë. Oksigjeni thith në mënyrë aktive energjinë rrezatuese, veçanërisht gjatësitë e valëve shumë të shkurtra më pak se 2.4 μm. Nën ndikimin e rrezatimit ultravjollcë diellore (X< 03 µm), molekula e oksigjenit ndahet në atome. Oksigjeni atomik, duke u kombinuar me një molekulë oksigjeni, formon një substancë të re - oksigjen triatomik ose ozonit(oz). Ozoni gjendet kryesisht në lartësi të mëdha. Aty e tij roli për planetin është jashtëzakonisht i dobishëm. Në sipërfaqen e Tokës, ozoni formohet gjatë shkarkimeve të rrufesë.

Ndryshe nga të gjithë gazrat e tjerë në atmosferë, të cilët nuk kanë as shije as erë, ozoni ka një erë karakteristike. Përkthyer nga greqishtja, fjala "ozon" do të thotë "me erë të mprehtë". Pas një stuhie, kjo erë është e këndshme, perceptohet si erë freskie. Në sasi të mëdha, ozoni është një substancë helmuese. Në qytetet me një numër të madh makinash, dhe rrjedhimisht emetimet e mëdha të gazrave të automobilave, ozoni formohet nën veprimin e dritës së diellit në mot pa re ose pak me re. Qyteti është i mbuluar me një re të verdhë-blu, dukshmëria po përkeqësohet. Ky është smogu fotokimik.

Azoti (N2) është gaz neutral, nuk reagon me gazrat e tjerë të atmosferës, nuk merr pjesë në përthithjen e energjisë rrezatuese.

Deri në lartësitë 500 km, atmosfera përbëhet kryesisht nga oksigjeni dhe azoti. Në të njëjtën kohë, nëse azoti mbizotëron në shtresën e poshtme të atmosferës, atëherë në lartësi të mëdha ka më shumë oksigjen sesa azot.

ARGON (Ag) - gaz neutral, nuk hyn në reaksion, nuk merr pjesë në thithjen dhe emetimin e energjisë rrezatuese. Në mënyrë të ngjashme - ksenon, krypton dhe shumë gazra të tjerë. Argoni është një substancë e rëndë, është shumë e rrallë në shtresat e larta të atmosferës.

DIOKSIDI I KARBONIT (CO2) në atmosferë është mesatarisht 0,03%. Ky gaz është shumë i nevojshëm për bimët dhe absorbohet në mënyrë aktive prej tyre.

Sasia aktuale në ajër mund të ndryshojë disi. Në zonat industriale, sasia e tij mund të rritet deri në 0.05%. Në fshat, mbi pyje, ka më pak fusha. Mbi Antarktidë, afërsisht 0.02% e dioksidit të karbonit, d.m.th., pothuajse Ouse më pak se sasia mesatare në atmosferë. E njëjta sasi dhe akoma më pak mbi det - 0,01 - 0,02%, pasi dioksidi i karbonit absorbohet intensivisht nga uji.

Në shtresën e ajrit që është drejtpërdrejt ngjitur me sipërfaqen e tokës, sasia e dioksidit të karbonit gjithashtu përjeton luhatje të përditshme.

Më shumë gjatë natës, më pak gjatë ditës. Kjo shpjegohet me faktin se gjatë ditës, dioksidi i karbonit absorbohet nga bimët, por jo gjatë natës. Bimët e planetit gjatë vitit marrin rreth 550 miliardë tonë oksigjen nga atmosfera dhe i kthejnë asaj rreth 400 miliardë tonë oksigjen.

Dioksidi i karbonit është plotësisht transparent ndaj rrezeve diellore me gjatësi vale të shkurtër, por thith intensivisht rrezatimin termik infra të kuqe të Tokës. Me këtë lidhet edhe problemi i efektit serë, për të cilin diskutimet ndizen periodikisht në faqet e shtypit shkencor dhe kryesisht në mediat masive.

HELIUM (Ai) është një gaz shumë i lehtë. Ajo hyn në atmosferë nga kores së tokës nga zbërthimi radioaktiv i toriumit dhe uraniumit. Heliumi arratiset në hapësirën e jashtme. Shkalla e uljes së heliumit korrespondon me shkallën e hyrjes së tij nga zorrët e Tokës. Nga një lartësi prej 600 km në 16,000 km, atmosfera jonë përbëhet kryesisht nga helium. Kjo është "korona e heliumit e Tokës" sipas fjalëve të Vernadsky. Heliumi nuk reagon me gazra të tjerë atmosferikë dhe nuk merr pjesë në transferimin e nxehtësisë rrezatuese.

HIDROGJENI (Hg) është një gaz edhe më i lehtë. Ka shumë pak prej tij pranë sipërfaqes së Tokës. Ajo ngrihet në atmosferën e sipërme. Në termosferë dhe ekzosferë, hidrogjeni atomik bëhet përbërësi dominues. Hidrogjeni është guaska më e lartë, më e largët e planetit tonë.

Mbi 16.000 km deri në kufirin e sipërm të atmosferës, domethënë deri në lartësitë 30-40 mijë km, mbizotëron hidrogjeni. Kështu, përbërja kimike e atmosferës sonë me lartësi i afrohet përbërjes kimike të Universit, në të cilin hidrogjeni dhe heliumi janë elementët më të zakonshëm.

Në pjesën më të jashtme, jashtëzakonisht të rrallë atmosfera e sipërme, hidrogjeni dhe heliumi ikin nga atmosfera. Atomet e tyre individuale kanë shpejtësi mjaft të lartë për këtë.

Atmosfera është mbështjellësi ajror i Tokës. Shtrihet deri në 3000 km nga sipërfaqja e tokës. Gjurmët e tij mund të gjurmohen në një lartësi deri në 10,000 km. A. ka një densitet të pabarabartë prej 50 5; masat e tij janë të përqendruara deri në 5 km, 75% - deri në 10 km, 90% - deri në 16 km.

Atmosfera përbëhet nga ajri - një përzierje mekanike e disa gazeve.

Azoti(78%) në atmosferë luan rolin e një holluesi të oksigjenit, duke rregulluar shkallën e oksidimit dhe, rrjedhimisht, shpejtësinë dhe intensitetin e proceseve biologjike. Azoti është elementi kryesor i atmosferës së tokës, i cili shkëmbehet vazhdimisht me lëndën e gjallë të biosferës dhe përbërës të kësaj të fundit janë komponimet e azotit (aminoacide, purina, etj.). Nxjerrja e azotit nga atmosfera ndodh në mënyra inorganike dhe biokimike, megjithëse ato janë të ndërlidhura ngushtë. Nxjerrja inorganike shoqërohet me formimin e përbërjeve të tij N 2 O, N 2 O 5 , NO 2 , NH 3 . Ato gjenden në reshjet atmosferike dhe formohen në atmosferë nën veprimin e shkarkimeve elektrike gjatë stuhive ose reaksioneve fotokimike nën ndikimin e rrezatimit diellor.

Fiksimi biologjik i azotit kryhet nga disa baktere në simbiozë me bimët më të larta në tokë. Azoti fiksohet gjithashtu nga disa mikroorganizma plankton dhe alga në mjedisin detar. Në terma sasiorë, lidhja biologjike e azotit tejkalon fiksimin e tij inorganik. Shkëmbimi i të gjithë azotit në atmosferë zgjat afërsisht 10 milionë vjet. Azoti gjendet në gazrat me origjinë vullkanike dhe në shkëmbinjtë magmatikë. Kur nxehen mostra të ndryshme të shkëmbinjve kristalorë dhe meteoritëve, azoti lirohet në formën e molekulave N 2 dhe NH 3. Megjithatë, forma kryesore e pranisë së azotit, si në Tokë ashtu edhe në planetët tokësorë, është molekulare. Amoniaku, duke hyrë në atmosferën e sipërme, oksidohet me shpejtësi, duke lëshuar azot. Në shkëmbinjtë sedimentarë groposet së bashku me lëndën organike dhe gjendet në sasi të shtuar në depozitat bituminoze. Në procesin e metamorfizmit rajonal të këtyre shkëmbinjve, azoti në forma të ndryshme lëshohet në atmosferën e Tokës.

Cikli gjeokimik i azotit (

Oksigjen(21%) përdoret nga organizmat e gjallë për frymëmarrje, është pjesë e lëndës organike (proteina, yndyra, karbohidrate). Ozoni O 3 . bllokimi i rrezatimit ultravjollcë kërcënues për jetën nga Dielli.

Oksigjeni është gazi i dytë më i bollshëm në atmosferë, duke luajtur një rol jashtëzakonisht të rëndësishëm në shumë procese në biosferë. Forma mbizotëruese e ekzistencës së saj është O2. Në shtresat e sipërme të atmosferës, nën ndikimin e rrezatimit ultravjollcë, molekulat e oksigjenit disociohen dhe në lartësinë rreth 200 km, raporti i oksigjenit atomik me molekularin (O: O 2) bëhet i barabartë me 10. Kur këto forma të oksigjeni ndërvepron në atmosferë (në një lartësi prej 20-30 km), brezi i ozonit (mburoja e ozonit). Ozoni (O 3) është i nevojshëm për organizmat e gjallë, duke vonuar shumicën e rrezatimit ultravjollcë diellor që është i dëmshëm për ta.

Në fazat e hershme të zhvillimit të Tokës, oksigjeni i lirë lindi në sasi shumë të vogla si rezultat i fotodissociimit të dioksidit të karbonit dhe molekulave të ujit në atmosferën e sipërme. Megjithatë, këto sasi të vogla u konsumuan shpejt në oksidimin e gazrave të tjerë. Me ardhjen e organizmave fotosintetikë autotrofikë në oqean, situata ka ndryshuar ndjeshëm. Sasia e oksigjenit të lirë në atmosferë filloi të rritet në mënyrë progresive, duke oksiduar në mënyrë aktive shumë përbërës të biosferës. Kështu, pjesët e para të oksigjenit të lirë kontribuan kryesisht në kalimin e formave hekuri të hekurit në forma okside dhe sulfideve në sulfate.

Në fund, sasia e oksigjenit të lirë në atmosferën e Tokës arriti një masë të caktuar dhe doli të jetë e balancuar në atë mënyrë që sasia e prodhuar u bë e barabartë me sasinë e përthithur. Në atmosferë u vendos një qëndrueshmëri relative e përmbajtjes së oksigjenit të lirë.

Cikli gjeokimik i oksigjenit (V.A. Vronsky, G.V. Voitkevich)

Dioksid karboni, shkon në formimin e lëndës së gjallë, dhe së bashku me avujt e ujit krijon të ashtuquajturin "efekt serë (serë)".

Karboni (dioksidi i karbonit) - pjesa më e madhe e tij në atmosferë është në formën e CO 2 dhe shumë më pak në formën e CH 4. Rëndësia e historisë gjeokimike të karbonit në biosferë është jashtëzakonisht e madhe, pasi është pjesë e të gjithëve. organizma të gjallë. Brenda organizmave të gjallë, format e reduktuara të karbonit janë mbizotëruese, dhe në mjedisin e biosferës, ato të oksiduara. Kështu vendoset shkëmbimi kimik i ciklit jetësor: CO 2 ↔ materie e gjallë.

Burimi kryesor i dioksidit të karbonit në biosferë është aktiviteti vullkanik i lidhur me degazimin laik të mantelit dhe horizontet e poshtme të kores së tokës. Një pjesë e këtij dioksidi të karbonit lind nga dekompozimi termik i gëlqerorëve të lashtë në zona të ndryshme metamorfike. Migrimi i CO 2 në biosferë ndodh në dy mënyra.

Metoda e parë shprehet në thithjen e CO 2 në procesin e fotosintezës me formimin e substancave organike dhe varrosjen e mëvonshme në kushte të favorshme reduktuese në litosferë në formën e torfe, qymyrit, naftës, argjilës së naftës. Sipas metodës së dytë, migrimi i karbonit çon në krijimin e një sistemi karbonati në hidrosferë, ku CO 2 kthehet në H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2. Më pas, me pjesëmarrjen e kalciumit (më rrallë magnez dhe hekur), reshjet e karbonateve ndodhin në mënyrë biogjene dhe abiogjene. Shfaqen shtresa të trasha gëlqeroresh dhe dolomitesh. Sipas A.B. Ronov, raporti i karbonit organik (Corg) ndaj karbonit karbonat (Ccarb) në historinë e biosferës ishte 1:4.

Së bashku me ciklin global të karbonit, ka një numër të cikleve të tij të vogla. Kështu, në tokë, bimët e gjelbra thithin CO 2 për procesin e fotosintezës gjatë ditës, dhe natën e lëshojnë atë në atmosferë. Me vdekjen e organizmave të gjallë në sipërfaqen e tokës, lënda organike oksidohet (me pjesëmarrjen e mikroorganizmave) me lëshimin e CO 2 në atmosferë. Në dekadat e fundit, një vend të veçantë në ciklin e karbonit ka zënë djegia masive e lëndëve djegëse fosile dhe rritja e përmbajtjes së tij në atmosferën moderne.

Cikli i karbonit në një mbështjellës gjeografik (sipas F. Ramad, 1981)

Argoni- gazi i tretë atmosferik më i zakonshëm, i cili e dallon ashpër atë nga gazrat e tjerë inertë jashtëzakonisht të zakonshëm. Sidoqoftë, argoni në historinë e tij gjeologjike ndan fatin e këtyre gazeve, të cilat karakterizohen nga dy karakteristika:

1. pakthyeshmëria e akumulimit të tyre në atmosferë;
2. lidhje e ngushtë me zbërthimin radioaktiv të disa izotopeve të paqëndrueshme.

Gazrat inerte janë jashtë qarkullimit të shumicës së elementeve ciklike në biosferën e Tokës.

Të gjithë gazrat inerte mund të ndahen në primar dhe radiogjen. Ato kryesore janë ato që u kapën nga Toka gjatë formimit të saj. Janë jashtëzakonisht të rralla. Pjesa parësore e argonit përfaqësohet kryesisht nga izotopet 36 Ar dhe 38 Ar, ndërsa argoni atmosferik përbëhet tërësisht nga izotopi 40 Ar (99,6%), i cili padyshim është radiogjenik. Në shkëmbinjtë që përmbajnë kalium, argoni radiogjenik u grumbullua për shkak të prishjes së kaliumit-40 nga kapja e elektroneve: 40 K + e → 40 Ar.

Prandaj, përmbajtja e argonit në shkëmbinj përcaktohet nga mosha e tyre dhe sasia e kaliumit. Në këtë masë, përqendrimi i heliumit në shkëmbinj është një funksion i moshës së tyre dhe përmbajtjes së toriumit dhe uraniumit. Argoni dhe heliumi lëshohen në atmosferë nga brendësia e tokës gjatë shpërthimeve vullkanike, përmes çarjeve në koren e tokës në formën e avionëve të gazit, si dhe gjatë gërryerjes së shkëmbinjve. Sipas llogaritjeve të bëra nga P. Dimon dhe J. Culp, heliumi dhe argoni grumbullohen në koren e tokës në epokën moderne dhe hyjnë në atmosferë në sasi relativisht të vogla. Shkalla e hyrjes së këtyre gazeve radiogjenike është aq e ulët sa që gjatë historisë gjeologjike të Tokës nuk ka mundur të sigurojë përmbajtjen e tyre të vëzhguar në atmosferën moderne. Prandaj, mbetet të supozohet se pjesa më e madhe e argonit në atmosferë erdhi nga zorrët e Tokës në fazat më të hershme të zhvillimit të saj, dhe një pjesë shumë më e vogël u shtua më vonë në procesin e vullkanizmit dhe gjatë gërryerjes së kaliumit. që përmbajnë shkëmbinj.

Kështu, gjatë kohës gjeologjike, heliumi dhe argoni patën procese të ndryshme migrimi. Në atmosferë ka shumë pak helium (rreth 5 * 10 -4%), dhe "fryma e heliumit" e Tokës ishte më e lehtë, pasi ajo, si gazi më i lehtë, u largua në hapësirën e jashtme. Dhe "fryma e argonit" - e rëndë dhe argoni mbeti brenda planetit tonë. Shumica e gazeve inerte parësore, si neoni dhe ksenoni, u shoqëruan me neonin primar të kapur nga Toka gjatë formimit të saj, si dhe me lëshimin në atmosferë gjatë degazimit të mantelit. Tërësia e të dhënave mbi gjeokiminë e gazeve fisnike tregon se atmosfera kryesore e Tokës u ngrit më së shumti fazat e hershme të zhvillimit të saj.

Atmosfera përmban avujt e ujit Dhe ujë në gjendje të lëngët dhe të ngurtë. Uji në atmosferë është një akumulues i rëndësishëm i nxehtësisë.

Shtresat e poshtme të atmosferës përmbajnë një sasi të madhe pluhuri dhe aerosolesh minerale dhe teknologjike, produkte të djegies, kripëra, spore dhe polen bimore, etj.

Deri në lartësinë 100-120 km, për shkak të përzierjes së plotë të ajrit, përbërja e atmosferës është homogjene. Raporti ndërmjet azotit dhe oksigjenit është konstant. Sipër mbizotërojnë gazrat inerte, hidrogjeni etj.Në shtresat e poshtme të atmosferës ka avujt e ujit. Me largimin nga toka, përmbajtja e saj zvogëlohet. Më sipër, raporti i gazrave ndryshon, për shembull, në një lartësi prej 200-800 km, oksigjeni mbizotëron mbi azotin me 10-100 herë.

Përbërja e tokës. Ajri

Ajri është një përzierje mekanike e gazrave të ndryshëm që përbëjnë atmosferën e Tokës. Ajri është thelbësor për frymëmarrjen e organizmave të gjallë dhe përdoret gjerësisht në industri.

Fakti që ajri është një përzierje, dhe jo një substancë homogjene, u vërtetua gjatë eksperimenteve të shkencëtarit skocez Joseph Black. Gjatë njërës prej tyre, shkencëtari zbuloi se kur nxehet magnezia e bardhë (karbonati i magnezit), lirohet "ajri i lidhur", pra dioksidi i karbonit dhe formohet magnezia e djegur (oksidi i magnezit). Në të kundërt, kur guri gëlqeror shkarkohet, "ajri i lidhur" hiqet. Bazuar në këto eksperimente, shkencëtari arriti në përfundimin se ndryshimi midis alkaleve karbonike dhe kaustike është se i pari përfshin dioksid karboni, i cili është një nga pjesë përbërëse ajri. Sot e dimë se përveç dioksidit të karbonit, përbërja e ajrit të tokës përfshin:

Raporti i gazeve në atmosferën e tokës i treguar në tabelë është tipik për shtresat e poshtme të saj, deri në një lartësi prej 120 km. Në këto zona shtrihet një rajon homogjen i përzier mirë, i quajtur homosferë. Mbi homosferën shtrihet heterosfera, e cila karakterizohet nga zbërthimi i molekulave të gazit në atome dhe jone. Rajonet janë të ndara nga njëra-tjetra nga një turbopauzë.

Reaksioni kimik në të cilin, nën ndikimin e rrezatimit diellor dhe kozmik, molekulat zbërthehen në atome, quhet fotodissociim. Gjatë zbërthimit të oksigjenit molekular, formohet oksigjeni atomik, i cili është gazi kryesor i atmosferës në lartësi mbi 200 km. Në lartësitë mbi 1200 km, hidrogjeni dhe heliumi, të cilët janë gazrat më të lehtë, fillojnë të mbizotërojnë.

Meqenëse pjesa më e madhe e ajrit është e përqendruar në 3 shtresat më të ulëta atmosferike, ndryshimet në përbërjen e ajrit në lartësitë mbi 100 km nuk kanë një efekt të dukshëm në përbërjen e përgjithshme të atmosferës.

Azoti është gazi më i zakonshëm, që përbën më shumë se tre të katërtat e vëllimit të ajrit të tokës. Azoti modern u formua nga oksidimi i atmosferës së hershme amoniak-hidrogjen me oksigjen molekular, i cili formohet gjatë fotosintezës. Aktualisht, një sasi e vogël azoti hyn në atmosferë si rezultat i denitrifikimit - procesi i reduktimit të nitrateve në nitrite, i ndjekur nga formimi i oksideve të gaztë dhe azotit molekular, i cili prodhohet nga prokariotët anaerobe. Një pjesë e azotit hyn në atmosferë gjatë shpërthimeve vullkanike.

Në atmosferën e sipërme, kur ekspozohet ndaj shkarkimeve elektrike me pjesëmarrjen e ozonit, azoti molekular oksidohet në monoksid azoti:

N 2 + O 2 → 2JO

Në kushte normale, monoksidi reagon menjëherë me oksigjenin për të formuar oksid azoti:

2NO + O 2 → 2N 2 O

Azoti është elementi kimik më i rëndësishëm në atmosferën e tokës. Azoti është pjesë e proteinave, siguron ushqim mineral për bimët. Përcakton shpejtësinë e reaksioneve biokimike, luan rolin e një holluesi të oksigjenit.

Oksigjeni është gazi i dytë më i bollshëm në atmosferën e Tokës. Formimi i këtij gazi shoqërohet me aktivitetin fotosintetik të bimëve dhe baktereve. Dhe sa më të larmishëm dhe të shumtë bëheshin organizmat fotosintetikë, aq më domethënës bëhej procesi i përmbajtjes së oksigjenit në atmosferë. Një sasi e vogël e oksigjenit të rëndë lëshohet gjatë degazimit të mantelit.

Në shtresat e sipërme të troposferës dhe stratosferës, nën ndikimin e rrezatimit diellor ultravjollcë (e shënojmë si hν), formohet ozoni:

O 2 + hν → 2O

Si rezultat i veprimit të të njëjtit rrezatim ultravjollcë, ozoni prishet:

O 3 + hν → O 2 + O

O 3 + O → 2O 2

Si rezultat i reagimit të parë, formohet oksigjeni atomik, si rezultat i oksigjenit të dytë - molekular. Të 4 reagimet quhen mekanizmi Chapman, sipas shkencëtarit britanik Sidney Chapman i cili i zbuloi ato në vitin 1930.

Oksigjeni përdoret për frymëmarrjen e organizmave të gjallë. Me ndihmën e tij ndodhin proceset e oksidimit dhe djegies.

Ozoni shërben për të mbrojtur organizmat e gjallë nga rrezatimi ultravjollcë, i cili shkakton mutacione të pakthyeshme. Përqendrimi më i lartë i ozonit vërehet në stratosferën e poshtme brenda të ashtuquajturës. shtresa e ozonit ose ekrani i ozonit i shtrirë në lartësitë 22-25 km. Përmbajtja e ozonit është e vogël: në presion normal, i gjithë ozoni i atmosferës së tokës do të zinte një shtresë vetëm 2,91 mm të trashë.

Formimi i gazit të tretë më të zakonshëm në atmosferë, argoni, si dhe neoni, heliumi, kriptoni dhe ksenoni, shoqërohet me shpërthime vullkanike dhe prishje të elementeve radioaktive.

Në veçanti, heliumi është produkt i zbërthimit radioaktiv të uraniumit, toriumit dhe radiumit: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (në këto reaksione, α- grimca është një bërthamë helium, e cila në procesin e humbjes së energjisë kap elektronet dhe bëhet 4 He).

Argoni formohet gjatë zbërthimit të izotopit radioaktiv të kaliumit: 40 K → 40 Ar + γ.

Neoni shpëton nga shkëmbinjtë magmatikë.

Kriptoni formohet si produkti përfundimtar i kalbjes së uraniumit (235 U dhe 238 U) dhe toriumit Th.

Pjesa më e madhe e kriptonit atmosferik u formua në fazat e hershme të evolucionit të Tokës si rezultat i kalbjes së elementeve transuranium me një gjysmë jetëgjatësi fenomenale të shkurtër ose erdhi nga hapësira, përmbajtja e kriptonit në të cilin është dhjetë milionë herë më e lartë se në Tokë. .

Ksenoni është rezultat i ndarjes së uraniumit, por pjesa më e madhe e këtij gazi ka mbetur që në fazat e hershme të formimit të Tokës, nga atmosfera primare.

Dioksidi i karbonit hyn në atmosferë si rezultat i shpërthimeve vullkanike dhe në procesin e dekompozimit të lëndës organike. Përmbajtja e tij në atmosferën e gjerësive gjeografike të mesme të Tokës ndryshon shumë në varësi të stinëve të vitit: në dimër, sasia e CO 2 rritet, dhe në verë zvogëlohet. Ky luhatje lidhet me aktivitetin e bimëve që përdorin dioksid karboni në procesin e fotosintezës.

Hidrogjeni formohet si rezultat i dekompozimit të ujit nga rrezatimi diellor. Por, duke qenë gazi më i lehtë që përbëjnë atmosferën, ai vazhdimisht arratiset në hapësirën e jashtme, dhe për këtë arsye përmbajtja e tij në atmosferë është shumë e vogël.

Avulli i ujit është rezultat i avullimit të ujit nga sipërfaqja e liqeneve, lumenjve, deteve dhe tokës.

Përqendrimi i gazeve kryesore në shtresat e poshtme të atmosferës, me përjashtim të avullit të ujit dhe dioksidit të karbonit, është konstant. Në sasi të vogla, atmosfera përmban oksid squfuri SO 2, amoniak NH 3, monoksid karboni CO, ozon O 3, klorur hidrogjeni HCl, fluorid hidrogjeni HF, monoksid azoti NO, hidrokarbure, avujt e merkurit Hg, jod I 2 dhe shumë të tjerë. Në shtresën e poshtme atmosferike të troposferës, ka vazhdimisht një sasi të madhe të grimcave të ngurta dhe të lëngshme të pezulluara.

Burimet e grimcave në atmosferën e Tokës janë shpërthimet vullkanike, poleni i bimëve, mikroorganizmat dhe, së fundmi, aktivitetet njerëzore si djegia e lëndëve djegëse fosile në proceset e prodhimit. Grimcat më të vogla të pluhurit, të cilat janë bërthamat e kondensimit, janë shkaktarët e formimit të mjegullave dhe reve. Pa grimcat e ngurta të pranishme vazhdimisht në atmosferë, reshjet nuk do të bien në Tokë.

Struktura dhe përbërja e atmosferës së Tokës, duhet thënë, nuk ishin gjithmonë vlera konstante në një ose një periudhë tjetër të zhvillimit të planetit tonë. Sot, struktura vertikale e këtij elementi, e cila ka një "trashësi" totale prej 1.5-2.0 mijë km, përfaqësohet nga disa shtresa kryesore, duke përfshirë:

1. Troposfera.
2. tropopauzë.
3. Stratosfera.
4. Stratopauza.
5. mezosfera dhe mesopauza.
6. Termosferë.
7. ekzosferë.

Elementet bazë të atmosferës

Troposfera është një shtresë në të cilën vërehen lëvizje të forta vertikale dhe horizontale, këtu formohen moti, reshjet dhe kushtet klimatike. Ai shtrihet për 7-8 kilometra nga sipërfaqja e planetit pothuajse kudo, me përjashtim të rajoneve polare (atje - deri në 15 km). Në troposferë, ka një rënie graduale të temperaturës, afërsisht 6.4 ° C me çdo kilometër lartësi. Kjo shifër mund të ndryshojë për gjerësi dhe stinë të ndryshme.

Përbërja e atmosferës së Tokës në këtë pjesë përfaqësohet nga elementët e mëposhtëm dhe përqindjet e tyre:

Azoti - rreth 78 përqind;

Oksigjen - pothuajse 21 përqind;

Argoni - rreth një për qind;

Dioksidi i karbonit - më pak se 0.05%.

Përbërja e vetme deri në lartësinë 90 kilometra

Përveç kësaj, këtu mund të gjeni pluhur, pika uji, avujt e ujit, produkte të djegies, kristale akulli, kripëra deti, shumë grimca aerosol etj.. Kjo përbërje e atmosferës së Tokës vërehet deri në afërsisht nëntëdhjetë kilometra lartësi, kështu që ajri është afërsisht e njëjtë në përbërjen kimike, jo vetëm në troposferë, por edhe në shtresat e sipërme. Por atje atmosfera është thelbësisht e ndryshme. vetitë fizike. Shtresa që ka një përbërje kimike të përbashkët quhet homosferë.

Cilët elementë të tjerë gjenden në atmosferën e Tokës? Si përqindje (në vëllim, në ajër të thatë), gazra të tillë si kriptoni (rreth 1,14 x 10 -4), ksenon (8,7 x 10 -7), hidrogjen (5,0 x 10 -5), metan (rreth 1,7 x 10 - 4), oksidi i azotit (5.0 x 10 -5) etj. Për sa i përket përqindjes në masë të përbërësve të listuar, oksidi i azotit dhe hidrogjeni janë më së shumti, të ndjekur nga heliumi, kriptoni etj.

Vetitë fizike të shtresave të ndryshme atmosferike

Vetitë fizike të troposferës janë të lidhura ngushtë me lidhjen e saj me sipërfaqen e planetit. Nga këtu, nxehtësia diellore e reflektuar në formën e rrezeve infra të kuqe dërgohet përsëri, duke përfshirë proceset e përçueshmërisë termike dhe konvekcionit. Kjo është arsyeja pse temperatura bie me distancën nga sipërfaqja e tokës. Një fenomen i tillë vërehet deri në lartësinë e stratosferës (11-17 kilometra), pastaj temperatura bëhet praktikisht e pandryshuar deri në nivelin 34-35 km, dhe më pas ka përsëri një rritje të temperaturave në lartësitë 50 kilometra ( kufiri i sipërm i stratosferës). Midis stratosferës dhe troposferës ekziston një shtresë e hollë e ndërmjetme e tropopauzës (deri në 1-2 km), ku temperaturat konstante vërehen mbi ekuator - rreth minus 70 ° C dhe më poshtë. Mbi pole, tropopauza "ngrohet" në verë në minus 45°C, në dimër temperaturat këtu luhaten rreth -65°C.

Përbërja e gazit të atmosferës së Tokës përfshin një element kaq të rëndësishëm si ozoni. Ka relativisht pak prej tij pranë sipërfaqes (dhjetë deri në fuqinë e gjashtë minus të një përqindjeje), pasi gazi formohet nën ndikimin e dritës së diellit nga oksigjeni atomik në pjesët e sipërme të atmosferës. Në veçanti, pjesa më e madhe e ozonit është në një lartësi prej rreth 25 km, dhe i gjithë "ekrani i ozonit" ndodhet në zona nga 7-8 km në rajonin e poleve, nga 18 km në ekuator dhe deri në pesëdhjetë kilometra. në përgjithësi mbi sipërfaqen e planetit.

Atmosfera mbron nga rrezatimi diellor

Përbërja e ajrit në atmosferën e Tokës luan një rol shumë të rëndësishëm në ruajtjen e jetës, që nga individi elementet kimike dhe kompozimet kufizojnë me sukses aksesin e rrezatimit diellor në sipërfaqen e tokës dhe njerëzit, kafshët dhe bimët që jetojnë në të. Për shembull, molekulat e avullit të ujit thithin në mënyrë efektive pothuajse të gjitha rrezet e rrezatimit infra të kuqe, me përjashtim të gjatësive në rangun nga 8 deri në 13 mikron. Nga ana tjetër, ozoni thith ultravjollcë deri në një gjatësi vale prej 3100 A. Pa shtresën e hollë të tij (mesatarisht 3 mm nëse vendoset në sipërfaqen e planetit), vetëm uji në një thellësi më shumë se 10 metra dhe shpellat nëntokësore, aty ku rrezatimi diellor nuk arrin, mund të banohet. .

Zero Celsius në stratopauzë

Midis dy niveleve të ardhshme të atmosferës, stratosferës dhe mezosferës, ekziston një shtresë e jashtëzakonshme - stratopauza. Përafërsisht korrespondon me lartësinë maksimale të ozonit dhe këtu vërehet një temperaturë relativisht e rehatshme për njerëzit - rreth 0°C. Mbi stratopauzën, në mesosferë (fillon diku në një lartësi prej 50 km dhe përfundon në një lartësi prej 80-90 km), ka përsëri një rënie të temperaturës me rritjen e distancës nga sipërfaqja e Tokës (deri në minus 70-80 ° C). Në mesosferë, meteorët zakonisht digjen plotësisht.

Në termosferë - plus 2000 K!

Përbërja kimike e atmosferës së Tokës në termosferë (fillon pas mesopauzës nga lartësitë prej rreth 85-90 deri në 800 km) përcakton mundësinë e një fenomeni të tillë si ngrohja graduale e shtresave të "ajrit" shumë të rrallë nën ndikimin e diellit. rrezatimi. Në këtë pjesë të "mbulesës ajrore" të planetit ndodhin temperatura nga 200 deri në 2000 K, të cilat përftohen në lidhje me jonizimin e oksigjenit (mbi 300 km është oksigjen atomik), si dhe rikombinimi i atomeve të oksigjenit në molekula. , i shoqëruar me çlirimin e një sasie të madhe nxehtësie. Termosfera është vendi ku lindin aurorat.

Mbi termosferën është ekzosfera - shtresa e jashtme e atmosferës, nga e cila atomet e hidrogjenit të lehta dhe që lëvizin me shpejtësi mund të ikin në hapësirën e jashtme. Përbërja kimike e atmosferës së Tokës këtu përfaqësohet më shumë nga atomet individuale të oksigjenit në shtresat e poshtme, atomet e heliumit në mes dhe pothuajse ekskluzivisht atomet e hidrogjenit në pjesën e sipërme. Këtu mbizotërojnë temperaturat e larta - rreth 3000 K dhe nuk ka presion atmosferik.

Si u formua atmosfera e tokës?

Por, siç u përmend më lart, planeti jo gjithmonë kishte një përbërje të tillë të atmosferës. Në total, ekzistojnë tre koncepte të origjinës së këtij elementi. Hipoteza e parë supozon se atmosfera është marrë në procesin e grumbullimit nga një re protoplanetare. Megjithatë, sot kjo teori është subjekt i kritikave të rëndësishme, pasi një atmosferë e tillë parësore duhet të jetë shkatërruar nga "era" diellore nga një yll në vendin tonë. sistemi planetar. Për më tepër, supozohet se elementët e paqëndrueshëm nuk mund të qëndronin në zonën e formimit të planetëve si grupi tokësor për shkak të temperaturave shumë të larta.

Përbërja e atmosferës parësore të Tokës, siç sugjerohet nga hipoteza e dytë, mund të formohej për shkak të bombardimit aktiv të sipërfaqes nga asteroidët dhe kometat që mbërritën nga afërsia e sistemit diellor në fazat e hershme të zhvillimit. Është mjaft e vështirë të konfirmosh ose të hedhësh poshtë këtë koncept.

Eksperimentoni në IDG RAS

Më e besueshme është hipoteza e tretë, e cila beson se atmosfera u shfaq si rezultat i lëshimit të gazrave nga manteli i kores së tokës rreth 4 miliardë vjet më parë. Ky koncept u testua në Institutin e Gjeologjisë dhe Gjeokimisë të Akademisë së Shkencave Ruse gjatë një eksperimenti të quajtur "Tsarev 2", kur një mostër e një substance meteorike u ngroh në vakum. Më pas u regjistrua lëshimi i gazeve si H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 etj. Prandaj, shkencëtarët me të drejtë supozuan se përbërja kimike e atmosferës parësore të Tokës përfshinte ujin dhe dioksidin e karbonit, fluorin e hidrogjenit. avulli (HF), gazi i monoksidit të karbonit (CO), sulfuri i hidrogjenit (H 2 S), komponimet e azotit, hidrogjeni, metani (CH 4), avulli i amoniakut (NH 3), argoni, etj. Avulli i ujit nga atmosfera primare mori pjesë në formimi i hidrosferës, dioksidi i karbonit doli të ishte më në gjendje të lidhur në lëndën organike dhe shkëmbinj, azoti kaloi në përbërjen e ajrit modern, si dhe përsëri në shkëmbinj sedimentarë dhe lëndë organike.

Përbërja e atmosferës parësore të Tokës nuk do t'i lejonte njerëzit modernë të ishin në të pa aparate frymëmarrjeje, pasi atëherë nuk kishte oksigjen në sasitë e kërkuara. Ky element u shfaq në sasi të konsiderueshme një miliardë e gjysmë vjet më parë, siç besohet, në lidhje me zhvillimin e procesit të fotosintezës në algat blu-jeshile dhe të tjera, që janë banorët më të vjetër të planetit tonë.

Minimumi i oksigjenit

Fakti që përbërja e atmosferës së Tokës fillimisht ishte pothuajse anoksike tregohet nga fakti se grafiti (karboni) i oksiduar lehtësisht, por jo i oksiduar, gjendet në shkëmbinjtë më të lashtë (katarkean). Më pas, u shfaqën të ashtuquajturat xehe hekuri me shirita, të cilat përfshinin shtresa të oksideve të pasuruara të hekurit, që nënkupton shfaqjen në planetin e një burimi të fuqishëm oksigjeni në formë molekulare. Por këta elementë haseshin vetëm periodikisht (ndoshta të njëjtat alga ose prodhues të tjerë oksigjeni shfaqeshin si ishuj të vegjël në një shkretëtirë anoksike), ndërsa pjesa tjetër e botës ishte anaerobe. Kjo e fundit mbështetet nga fakti se piriti lehtësisht i oksidueshëm u gjet në formën e guralecave të përpunuara nga rrjedha pa gjurmë reaksionesh kimike. Meqenëse ujërat rrjedhëse nuk mund të ajrosen dobët, ka evoluar mendimi se atmosfera para-Kambriane përmbante më pak se një përqind oksigjen të përbërjes së sotme.

Ndryshimi revolucionar në përbërjen e ajrit

Përafërsisht në mes të Proterozoikut (1.8 miliardë vjet më parë), ndodhi "revolucioni i oksigjenit", kur bota kaloi në frymëmarrje aerobike, gjatë së cilës 38 mund të merren nga një molekulë ushqyese (glukoza), dhe jo dy (si me frymëmarrje anaerobe) njësi energjie. Përbërja e atmosferës së Tokës, për sa i përket oksigjenit, filloi të kalonte një për qind të asaj moderne, filloi të shfaqej një shtresë ozoni, duke mbrojtur organizmat nga rrezatimi. Ishte prej saj që "fshihej" nën predha të trasha, për shembull, kafshë të tilla të lashta si trilobitët. Që atëherë e deri në kohën tonë, përmbajtja e elementit kryesor "frymëmarrës" është rritur gradualisht dhe ngadalë, duke siguruar një shumëllojshmëri të zhvillimit të formave të jetës në planet.

Atmosfera është një përzierje e gazrave të ndryshëm. Ai shtrihet nga sipërfaqja e Tokës në një lartësi deri në 900 km, duke mbrojtur planetin nga spektri i dëmshëm i rrezatimit diellor dhe përmban gazra të nevojshëm për të gjithë jetën në planet. Atmosfera bllokon nxehtësinë e diellit, duke u ngrohur pranë sipërfaqes së tokës dhe duke krijuar një klimë të favorshme.

Përbërja e atmosferës

Atmosfera e Tokës përbëhet kryesisht nga dy gaze - azoti (78%) dhe oksigjeni (21%). Përveç kësaj, ai përmban papastërti të dioksidit të karbonit dhe gazrave të tjerë. në atmosferë ekziston në formën e avullit, pikave të lagështisë në retë dhe kristaleve të akullit.

Shtresat e atmosferës

Atmosfera përbëhet nga shumë shtresa, midis të cilave nuk ka kufij të qartë. Temperaturat e shtresave të ndryshme ndryshojnë dukshëm nga njëra-tjetra.

• magnetosferë pa ajër. Shumica e satelitëve të Tokës fluturojnë këtu jashtë atmosferës së Tokës.
• Ekzosfera (450-500 km nga sipërfaqja). Pothuajse nuk përmban gazra. Disa satelitë të motit fluturojnë në ekzosferë. Termosfera (80-450 km) karakterizohet nga arritjen e temperaturave të larta shtresa e sipërme 1700°C.
• Mesosferë (50-80 km). Në këtë sferë, temperatura bie me rritjen e lartësisë. Pikërisht këtu digjen shumica e meteoritëve (fragmente të shkëmbinjve hapësinorë) që hyjnë në atmosferë.
• Stratosfera (15-50 km). Përmban një shtresë ozoni, pra një shtresë ozoni që thith rrezatimin ultravjollcë nga dielli. Kjo çon në një rritje të temperaturës pranë sipërfaqes së Tokës. Aeroplanët reaktivë zakonisht fluturojnë këtu, si dukshmëria në këtë shtresë është shumë e mirë dhe pothuajse nuk ka asnjë ndërhyrje të shkaktuar nga kushtet e motit.
• Troposfera. Lartësia varion nga 8 deri në 15 km nga sipërfaqja e tokës. Pikërisht këtu formohet moti i planetit, që në kjo shtresë përmban më shumë avuj uji, pluhur dhe erëra. Temperatura zvogëlohet me distancën nga sipërfaqja e tokës.

Presioni i atmosferës

Edhe pse ne nuk e ndjejmë atë, shtresat e atmosferës ushtrojnë presion mbi sipërfaqen e Tokës. Më e larta është afër sipërfaqes dhe ndërsa largoheni prej saj, gradualisht zvogëlohet. Varet nga ndryshimi i temperaturës midis tokës dhe oqeanit, dhe për këtë arsye në zonat e vendosura në të njëjtën lartësi mbi nivelin e detit, shpesh ka një presion të ndryshëm. Presioni i ulët sjell mot të lagësht, ndërsa presioni i lartë zakonisht vendos mot të kthjellët.

Lëvizja e masave ajrore në atmosferë

Dhe presionet bëjnë që atmosfera e poshtme të përzihet. Kështu fryjnë erërat nga rajonet shtypje e lartë në zonën e ulët. Në shumë rajone, ndodhin edhe erëra lokale, të shkaktuara nga ndryshimet në temperaturat e tokës dhe detit. Malet gjithashtu kanë një ndikim të rëndësishëm në drejtimin e erërave.

efekti sere

Dioksidi i karbonit dhe gazrat e tjerë në atmosferën e tokës bllokojnë nxehtësinë e diellit. Ky proces zakonisht quhet efekti serë, pasi në shumë mënyra është i ngjashëm me qarkullimin e nxehtësisë në serra. Efekti serë shkakton ngrohjen globale në planet. Në zonat me presion të lartë - anticiklonet - vendoset një diell i qartë. Në rajone presion i ulët- ciklonet - zakonisht ka mot të paqëndrueshëm. Nxehtësia dhe drita hyjnë në atmosferë. Gazrat bllokojnë nxehtësinë e reflektuar nga sipërfaqja e tokës, duke shkaktuar kështu rritjen e temperaturës në tokë.

Ekziston një shtresë e veçantë ozoni në stratosferë. Ozoni bllokon pjesën më të madhe të rrezatimit ultravjollcë nga Dielli, duke mbrojtur Tokën dhe gjithë jetën në të prej saj. Shkencëtarët kanë zbuluar se shkaku i shkatërrimit të shtresës së ozonit janë gazrat speciale të klorofluorokarbonit që gjenden në disa aerosole dhe pajisje ftohëse. Mbi Arktik dhe Antarktidë, vrima të mëdha janë gjetur në shtresën e ozonit, duke kontribuar në një rritje të sasisë së rrezatimit ultravjollcë që prek sipërfaqen e Tokës.

Ozoni formohet në atmosferën e poshtme si rezultat midis rrezatimit diellor dhe tymit dhe gazrave të ndryshëm të shkarkimit. Zakonisht shpërndahet nëpër atmosferë, por nëse një shtresë e mbyllur e ajrit të ftohtë formohet nën një shtresë ajri të ngrohtë, ozoni përqendrohet dhe shfaqet smogu. Fatkeqësisht, kjo nuk mund të kompensojë humbjen e ozonit në vrimat e ozonit.

Imazhi satelitor tregon qartë një vrimë në shtresën e ozonit mbi Antarktidë. Madhësia e vrimës ndryshon, por shkencëtarët besojnë se ajo po rritet vazhdimisht. Po bëhen përpjekje për të ulur nivelin e gazrave të shkarkimit në atmosferë. Ulja e ndotjes së ajrit dhe përdorimi i karburanteve pa tym në qytete. Smogu shkakton acarim të syve dhe mbytje te shumë njerëz.

Shfaqja dhe evolucioni i atmosferës së Tokës

Atmosfera moderne e Tokës është rezultat i një zhvillimi të gjatë evolucionar. Ajo u ngrit si rezultat i veprimit të përbashkët të faktorëve gjeologjikë dhe aktivitetit jetësor të organizmave. Gjatë gjithë historisë gjeologjike, atmosfera e tokës ka kaluar nëpër disa rirregullime të thella. Në bazë të të dhënave gjeologjike dhe teorike (parakushtet), atmosfera fillestare e Tokës së re, e cila ekzistonte rreth 4 miliardë vjet më parë, mund të përbëhet nga një përzierje gazesh inerte dhe fisnike me një shtesë të vogël të azotit pasiv (NA Yasamanov, 1985 AS Monin, 1987; O. G. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991, 1993. Aktualisht, pikëpamja mbi përbërjen dhe strukturën e atmosferës së hershme ka ndryshuar disi. Atmosfera parësore (protoatmosfera) në fazën më të hershme protoplanetare., pra më e vjetër 4.2. miliardë vjet, mund të përbëhet nga një përzierje e metanit, amoniakut dhe dioksidit të karbonit. Si rezultat i degazimit të mantelit dhe proceseve aktive të motit që ndodhin në sipërfaqen e tokës, avujt e ujit, komponimet e karbonit në formën e CO 2 dhe CO, squfuri dhe komponimet e tij filluan të hyjnë në atmosferë, si dhe acidet e forta halogjene - HCI, HF, HI dhe acid borik, të cilat u plotësuan me metan, amoniak, hidrogjen, argon dhe disa gazra të tjerë fisnikë në atmosferë. Kjo atmosferë primordiale ishte jashtëzakonisht e hollë. Prandaj, temperatura pranë sipërfaqes së tokës ishte afër temperaturës së ekuilibrit rrezatues (AS Monin, 1977).

Me kalimin e kohës, përbërja e gazit e atmosferës parësore filloi të transformohej nën ndikimin e motit të shkëmbinjve që dilnin në sipërfaqen e tokës, aktivitetit jetësor të cianobaktereve dhe algave blu-jeshile, proceseve vullkanike dhe veprimit të dritës së diellit. Kjo çoi në dekompozimin e metanit në dhe dioksid karboni, amoniakut - në azot dhe hidrogjen; Në atmosferën dytësore filloi të grumbullohej dioksidi i karbonit, i cili zbriste ngadalë në sipërfaqen e tokës dhe azoti. Falë aktivitetit jetësor të algave blu-jeshile, oksigjeni filloi të prodhohej në procesin e fotosintezës, i cili, megjithatë, në fillim u shpenzua kryesisht në "oksidimin e gazrave atmosferikë, dhe më pas të shkëmbinjve. Në të njëjtën kohë, amoniaku, i oksiduar në azot molekular, filloi të grumbullohej intensivisht në atmosferë. Supozohet se një pjesë e konsiderueshme e azotit në atmosferën moderne është relikte. Metani dhe monoksidi i karbonit u oksiduan në dioksid karboni. Sulfuri dhe sulfidi i hidrogjenit u oksiduan në SO 2 dhe SO 3, të cilat, për shkak të lëvizshmërisë dhe lehtësisë së tyre të lartë, u hoqën shpejt nga atmosfera. Kështu, atmosfera nga reduktuese, siç ishte në Arkean dhe në Proterozoikun e hershëm, gradualisht u kthye në një atmosferë oksiduese.

Dioksidi i karbonit hyri në atmosferë si si rezultat i oksidimit të metanit ashtu edhe si rezultat i degazimit të mantelit dhe gërryerjes së shkëmbinjve. Në rast se i gjithë dioksidi i karbonit i lëshuar gjatë gjithë historisë së Tokës mbeti në atmosferë, presioni i pjesshëm i tij tani mund të bëhet i njëjtë si në Venus (O. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991). Por në Tokë, procesi ishte i kundërt. Një pjesë e konsiderueshme e dioksidit të karbonit nga atmosfera u tret në hidrosferë, në të cilën u përdor nga organizmat ujorë për të ndërtuar guaskat e tyre dhe u shndërrua në mënyrë biogjenike në karbonate. Më pas, prej tyre u formuan shtresat më të fuqishme të karbonateve kemogjene dhe organogjene.

Oksigjeni u furnizua në atmosferë nga tre burime. Për një kohë të gjatë, duke filluar nga momenti i formimit të Tokës, ajo u lirua gjatë degazimit të mantelit dhe u shpenzua kryesisht në proceset oksiduese.Një burim tjetër i oksigjenit ishte fotoshpërbërja e avullit të ujit nga rrezatimi i fortë diellor ultravjollcë. paraqitjet; oksigjeni i lirë në atmosferë çoi në vdekjen e shumicës së prokariotëve që jetonin në kushte reduktuese. Organizmat prokariote kanë ndryshuar habitatet e tyre. Ata e lanë sipërfaqen e Tokës në thellësitë e saj dhe rajonet ku ruheshin ende kushtet reduktuese. Ata u zëvendësuan nga eukariotët, të cilët filluan të përpunojnë fuqishëm dioksidin e karbonit në oksigjen.

Gjatë Arkeanit dhe një pjesë e konsiderueshme e Proterozoikut, pothuajse i gjithë oksigjeni, që lindte si abiogjenikisht ashtu edhe biogjenikisht, shpenzohej kryesisht për oksidimin e hekurit dhe squfurit. Nga fundi i Proterozoikut, i gjithë hekuri dyvalent metalik që ndodhej në sipërfaqen e tokës ose u oksidua ose u zhvendos në thelbin e tokës. Kjo çoi në faktin se presioni i pjesshëm i oksigjenit në atmosferën e hershme të Proterozoikut ndryshoi.

Në mes të Proterozoikut, përqendrimi i oksigjenit në atmosferë arriti në pikën Urey dhe arriti në 0.01% të nivelit aktual. Që nga ajo kohë, oksigjeni filloi të grumbullohej në atmosferë dhe, me siguri, tashmë në fund të Riphean, përmbajtja e tij arriti në pikën Pasteur (0.1% e nivelit aktual). Është e mundur që shtresa e ozonit u ngrit në periudhën Vendiane dhe në atë kohë nuk u zhduk kurrë.

Shfaqja e oksigjenit të lirë në atmosferën e tokës stimuloi evolucionin e jetës dhe çoi në shfaqjen e formave të reja me një metabolizëm më të përsosur. Nëse më parë algat njëqelizore eukariote dhe cianidet, të cilat u shfaqën në fillim të Proterozoikut, kërkonin një përmbajtje oksigjeni në ujë prej vetëm 10-3 të përqendrimit të tij modern, atëherë me shfaqjen e Metazoa-ve jo skeletore në fund të Vendianit të Hershëm, dmth, rreth 650 milionë vjet më parë, përqendrimi i oksigjenit në atmosferë duhet të ishte shumë më i lartë. Në fund të fundit, Metazoa përdori frymëmarrjen e oksigjenit dhe kjo kërkonte që presioni i pjesshëm i oksigjenit të arrinte një nivel kritik - pikën Pasteur. Në këtë rast, procesi i fermentimit anaerobik u zëvendësua nga një metabolizëm energjikisht më premtues dhe progresiv i oksigjenit.

Pas kësaj, akumulimi i mëtejshëm i oksigjenit në atmosferën e tokës ndodhi mjaft shpejt. Rritja progresive e vëllimit të algave blu-jeshile kontribuoi në arritjen në atmosferë të nivelit të oksigjenit të nevojshëm për mbështetjen e jetës së botës shtazore. Një stabilizim i caktuar i përmbajtjes së oksigjenit në atmosferë ka ndodhur që nga momenti kur bimët erdhën në tokë - rreth 450 milion vjet më parë. Shfaqja e bimëve në tokë, e cila ndodhi në periudhën Siluriane, çoi në stabilizimin përfundimtar të nivelit të oksigjenit në atmosferë. Që nga ajo kohë, përqendrimi i tij filloi të luhatet brenda kufijve mjaft të ngushtë, duke mos shkuar kurrë përtej ekzistencës së jetës. Përqendrimi i oksigjenit në atmosferë është stabilizuar plotësisht që nga shfaqja e bimëve të lulëzuara. Kjo ngjarje ka ndodhur në mesin e periudhës së Kretakut, d.m.th. rreth 100 milionë vjet më parë.

Pjesa më e madhe e azotit u formua në fazat e hershme të zhvillimit të Tokës, kryesisht për shkak të dekompozimit të amoniakut. Me ardhjen e organizmave, procesi i lidhjes së azotit atmosferik në çështje organike dhe varrosja në sedimente detare. Pas lëshimit të organizmave në tokë, azoti filloi të varrosej në sedimentet kontinentale. Proceset e përpunimit të azotit të lirë u intensifikuan veçanërisht me ardhjen e bimëve tokësore.

Në kthesën e Cryptozoic dhe Phanerozoic, dmth, rreth 650 milion vjet më parë, përmbajtja e dioksidit të karbonit në atmosferë u ul në të dhjetat e përqindjes dhe arriti një përmbajtje afër nivelit aktual vetëm kohët e fundit, rreth 10-20 milion. vite më parë.

Kështu, përbërja e gazit e atmosferës jo vetëm që siguroi hapësirë ​​jetese për organizmat, por gjithashtu përcaktoi karakteristikat e aktivitetit të tyre jetësor, nxiti vendosjen dhe evolucionin. Dështimet që rezultuan në shpërndarjen e përbërjes së gazit të atmosferës të favorshme për organizmat, si për shkak të shkaqeve kozmike dhe planetare, çuan në zhdukje masive të botës organike, të cilat ndodhën vazhdimisht gjatë Kriptozoit dhe në momente të caktuara të historisë fanerozoike.

Funksionet etnosferike të atmosferës

Atmosfera e Tokës siguron substancën, energjinë e nevojshme dhe përcakton drejtimin dhe shpejtësinë e proceseve metabolike. Përbërja e gazit e atmosferës moderne është optimale për ekzistencën dhe zhvillimin e jetës. Si zonë e formimit të motit dhe klimës, atmosfera duhet të krijojë kushte komode për jetën e njerëzve, kafshëve dhe vegjetacionit. Devijimet në një drejtim ose në një tjetër në cilësinë e ajrit atmosferik dhe Kushtet e motit krijojnë kushte ekstreme për jetën e kafshës dhe florës, duke përfshirë edhe për njerëzit.

Atmosfera e Tokës jo vetëm që siguron kushtet për ekzistencën e njerëzimit, duke qenë faktori kryesor në evolucionin e etnosferës. Në të njëjtën kohë, rezulton të jetë një burim energjie dhe lëndë e parë për prodhim. Në përgjithësi, atmosfera është një faktor që ruan shëndetin e njeriut dhe disa zona, për shkak të kushteve fizike dhe gjeografike dhe cilësisë së ajrit atmosferik, shërbejnë si zona rekreative dhe janë zona të destinuara për trajtim sanatorium dhe rekreacion për njerëzit. Pra, atmosfera është një faktor i ndikimit estetik dhe emocional.

Funksionet etnosferike dhe teknosferike të atmosferës, të përcaktuara mjaft kohët e fundit (E. D. Nikitin, N. A. Yasamanov, 2001), kanë nevojë për një studim të pavarur dhe të thelluar. Kështu, studimi i funksioneve të energjisë atmosferike është shumë i rëndësishëm si nga pikëpamja e shfaqjes dhe funksionimit të proceseve që dëmtojnë mjedisin, ashtu edhe nga pikëpamja e ndikimit në shëndetin dhe mirëqenien e njeriut. Në këtë rast, ne po flasim për energjinë e cikloneve dhe anticikloneve, vorbullave atmosferike, presionit atmosferik dhe fenomeneve të tjera ekstreme atmosferike, përdorimi efektiv i të cilave do të kontribuojë në zgjidhjen e suksesshme të problemit të marrjes jo ndotëse. mjedisi burimet alternative të energjisë. Në fund të fundit, mjedisi ajror, veçanërisht ajo pjesë e tij që ndodhet mbi Oqeanin Botëror, është një zonë për çlirimin e një sasie kolosale të energjisë së lirë.

Për shembull, është gjetur se ciklonet tropikale forcë mesatare në vetëm një ditë ata lëshojnë energji ekuivalente me energjinë e 500 mijë bombave atomike të hedhura në Hiroshima dhe Nagasaki. Për 10 ditë nga ekzistenca e një cikloni të tillë, lirohet energji e mjaftueshme për të plotësuar të gjitha nevojat energjetike të një vendi si Shtetet e Bashkuara për 600 vjet.

NË vitet e fundit Janë botuar një numër i madh punimesh nga shkencëtarë të natyrës, në një mënyrë ose në një tjetër, në lidhje me aspekte të ndryshme të veprimtarisë dhe ndikimin e atmosferës në proceset tokësore, gjë që tregon intensifikimin e ndërveprimeve ndërdisiplinore në shkencën moderne natyrore. Në të njëjtën kohë, manifestohet roli integrues i disa drejtimeve të tij, ndër të cilët duhet theksuar drejtimi funksional-ekologjik në gjeoekologji.

Ky drejtim stimulon analizën dhe përgjithësimin teorik të funksioneve ekologjike dhe të rolit planetar të gjeosferave të ndryshme, dhe kjo, nga ana tjetër, është një parakusht i rëndësishëm për zhvillimin e metodologjisë dhe themeleve shkencore për një studim holistik të planetit tonë. përdorim racional dhe mbrojtjen e burimeve të saj natyrore.

Atmosfera e Tokës përbëhet nga disa shtresa: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera, jonosfera dhe ekzosfera. Në pjesën e sipërme të troposferës dhe në pjesën e poshtme të stratosferës ekziston një shtresë e pasuruar me ozon, e quajtur shtresa e ozonit. Janë vendosur rregullsi të caktuara (ditore, sezonale, vjetore, etj.) në shpërndarjen e ozonit. Që nga fillimi i saj, atmosfera ka ndikuar në rrjedhën e proceseve planetare. Përbërja primare e atmosferës ishte krejtësisht e ndryshme nga ajo e tanishme, por me kalimin e kohës proporcioni dhe roli i azotit molekular u rrit në mënyrë të qëndrueshme, rreth 650 milion vjet më parë u shfaq oksigjen i lirë, sasia e të cilit rritej vazhdimisht, por përqendrimi i dioksidit të karbonit u ul përkatësisht. . Lëvizshmëria e lartë e atmosferës, përbërja e saj e gazit dhe prania e aerosoleve përcaktojnë rolin e saj të jashtëzakonshëm dhe pjesëmarrjen aktive në procese të ndryshme gjeologjike dhe biosferike. Roli i atmosferës në rishpërndarje është i madh energji diellore dhe zhvillimi i dukurive dhe fatkeqësive katastrofike natyrore. Shakullinat atmosferike - tornadot (tornadot), uraganet, tajfunet, ciklonet dhe fenomene të tjera kanë një ndikim negativ në botën organike dhe sistemet natyrore. Burimet kryesore të ndotjes së bashku me faktorët natyrorë janë format e ndryshme të veprimtarisë ekonomike njerëzore. Ndikimet antropogjene në atmosferë shprehen jo vetëm në shfaqjen e aerosoleve të ndryshme dhe gazeve serrë, por edhe në një rritje të sasisë së avullit të ujit dhe manifestohen në formën e smogut dhe shiut acid. Gazrat serrë po ndryshojnë regjimi i temperaturës Sipërfaqja e tokës, emetimet e gazeve të caktuara zvogëlojnë vëllimin e shtresës së ozonit dhe kontribuojnë në formimin e vrimave të ozonit. Roli etnosferik i atmosferës së Tokës është i madh.

Roli i atmosferës në proceset natyrore

Atmosfera sipërfaqësore në gjendjen e saj të ndërmjetme midis litosferës dhe hapësirës së jashtme dhe përbërja e saj e gazit krijon kushte për jetën e organizmave. Në të njëjtën kohë, moti dhe intensiteti i shkatërrimit të shkëmbinjve, transferimi dhe grumbullimi i materialit detrital varen nga sasia, natyra dhe shpeshtësia e reshjeve, nga shpeshtësia dhe forca e erërave dhe veçanërisht nga temperatura e ajrit. Atmosfera është komponenti qendror i sistemit klimatik. Temperatura dhe lagështia e ajrit, vranësitë dhe reshjet, era - e gjithë kjo karakterizon motin, domethënë ndryshimin e vazhdueshëm të gjendjes së atmosferës. Në të njëjtën kohë, të njëjtët komponentë karakterizojnë edhe klimën, d.m.th., regjimin mesatar të motit afatgjatë.

Përbërja e gazeve, prania e reve dhe papastërtive të ndryshme, të cilat quhen grimca aerosol (hiri, pluhuri, grimcat e avullit të ujit), përcaktojnë karakteristikat e kalimit të rrezatimit diellor nëpër atmosferë dhe parandalojnë ikjen e rrezatimit termik të Tokës. në hapësirën e jashtme.

Atmosfera e Tokës është shumë e lëvizshme. Proceset që lindin në të dhe ndryshimet në përbërjen e tij të gazit, trashësinë, vrerin, transparencën dhe praninë e grimcave të caktuara të aerosolit në të ndikojnë si në motin ashtu edhe në klimën.

Veprimi dhe drejtimi i proceseve natyrore, si dhe jeta dhe aktiviteti në Tokë, përcaktohen nga rrezatimi diellor. Ai jep 99,98% të nxehtësisë që vjen në sipërfaqen e tokës. Çdo vit ajo bën 134*10 19 kcal. Kjo sasi nxehtësie mund të merret duke djegur 200 miliardë tonë qymyr. Rezervat e hidrogjenit, që krijon këtë rrjedhë të energjisë termonukleare në masën e Diellit, do të jenë të mjaftueshme për të paktën 10 miliardë vjet të tjerë, d.m.th., për një periudhë dyfish më të gjatë se sa ekziston vetë planeti ynë.

Rreth 1/3 e sasisë totale të energjisë diellore që hyn në kufirin e sipërm të atmosferës reflektohet përsëri në hapësirën botërore, 13% absorbohet shtresa e ozonit(duke përfshirë pothuajse të gjithë rrezatimin ultravjollcë). 7% - pjesa tjetër e atmosferës dhe vetëm 44% arrin në sipërfaqen e tokës. Rrezatimi total diellor që arrin në Tokë në një ditë është i barabartë me energjinë që njerëzimi ka marrë si rezultat i djegies së të gjitha llojeve të karburantit gjatë mijëvjeçarit të kaluar.

Sasia dhe natyra e shpërndarjes së rrezatimit diellor në sipërfaqen e tokës varen ngushtë nga vrenjtja dhe transparenca e atmosferës. Sasia e rrezatimit të shpërndarë ndikohet nga lartësia e Diellit mbi horizont, transparenca e atmosferës, përmbajtja e avullit të ujit, pluhuri, sasia totale e dioksidit të karbonit etj.

Sasia maksimale e rrezatimit të shpërndarë bie në rajonet polare. Sa më i ulët të jetë Dielli mbi horizont, aq më pak nxehtësi hyn në një zonë të caktuar.

Transparenca atmosferike dhe vranësitë janë të një rëndësie të madhe. Në një ditë vere me re, zakonisht është më ftohtë se në një ditë të kthjellët, pasi retë e ditës parandalojnë ngrohjen e sipërfaqes së tokës.

Përmbajtja e pluhurit në atmosferë luan një rol të rëndësishëm në shpërndarjen e nxehtësisë. Grimcat e ngurta të shpërndara imët të pluhurit dhe hirit në të, të cilat ndikojnë në transparencën e tij, ndikojnë negativisht në shpërndarjen e rrezatimit diellor, pjesa më e madhe e të cilit reflektohet. Grimcat e imëta hyjnë në atmosferë në dy mënyra: ato janë ose hiri i emetuar gjatë shpërthimeve vullkanike, ose pluhuri i shkretëtirës i bartur nga erërat nga rajonet e thata tropikale dhe subtropikale. Sidomos shumë pluhur i tillë formohet gjatë thatësirës, ​​kur bartet në shtresat e sipërme të atmosferës nga rrjedhat e ajrit të ngrohtë dhe mund të qëndrojë atje për një kohë të gjatë. Pas shpërthimit të vullkanit Krakatoa në 1883, pluhuri i hedhur dhjetëra kilometra në atmosferë mbeti në stratosferë për rreth 3 vjet. Si rezultat i shpërthimit të vullkanit El Chichon (Meksikë) në vitin 1985, pluhuri arriti në Evropë, dhe për këtë arsye pati një ulje të lehtë të temperaturave të sipërfaqes.

Atmosfera e Tokës përmban një sasi të ndryshueshme avulli uji. Në terma absolutë, sipas peshës ose vëllimit, sasia e tij varion nga 2 në 5%.

Avulli i ujit, si dioksidi i karbonit, rrit efektin serë. Në retë dhe mjegullat që lindin në atmosferë ndodhin procese të veçanta fiziko-kimike.

Burimi kryesor i avullit të ujit në atmosferë është sipërfaqja e oqeaneve. Prej saj avullohet çdo vit një shtresë uji me trashësi 95 deri në 110 cm. Një pjesë e lagështisë kthehet në oqean pas kondensimit dhe tjetra drejtohet drejt kontinenteve nga rrymat e ajrit. Në zonat me një klimë të lagësht të ndryshueshme, reshjet lagështojnë tokën dhe në zonat me lagështirë krijojnë rezerva ujërat nëntokësore. Kështu, atmosfera është një akumulues i lagështisë dhe një rezervuar i reshjeve. dhe mjegullat që krijohen në atmosferë sigurojnë lagështi në mbulesën e tokës dhe kështu luajnë një rol vendimtar në zhvillimin e botës shtazore dhe bimore.

Lagështia atmosferike shpërndahet në sipërfaqen e tokës për shkak të lëvizshmërisë së atmosferës. Ka një sistem shumë kompleks të shpërndarjes së erërave dhe presionit. Për shkak të faktit se atmosfera është në lëvizje të vazhdueshme, natyra dhe shtrirja e shpërndarjes së rrjedhave të erës dhe presionit po ndryshojnë vazhdimisht. Shkallët e qarkullimit variojnë nga mikrometeorologjike, me përmasa vetëm disa qindra metra, në atë globale, me përmasa disa dhjetëra mijëra kilometra. Vorbulla të mëdha atmosferike përfshihen në krijimin e sistemeve të rrymave të ajrit në shkallë të gjerë dhe përcaktojnë qarkullimin e përgjithshëm të atmosferës. Përveç kësaj, ato janë burime të fenomeneve katastrofike atmosferike.

Shpërndarja e kushteve të motit dhe klimës dhe funksionimi i lëndës së gjallë varet nga presioni atmosferik. Në rast se presioni atmosferik luhatet brenda kufijve të vegjël, ai nuk luan një rol vendimtar në mirëqenien e njerëzve dhe sjelljen e kafshëve dhe nuk ndikon në funksionet fiziologjike të bimëve. Si rregull, fenomenet ballore dhe ndryshimet e motit shoqërohen me ndryshime të presionit.

Presioni atmosferik ka një rëndësi thelbësore për formimin e erës, e cila duke qenë një faktor relievformues, ka ndikimin më të fortë në florën dhe faunën.

Era është në gjendje të shtypë rritjen e bimëve dhe në të njëjtën kohë promovon transferimin e farave. Roli i erës në formimin e kushteve të motit dhe klimës është i madh. Ai gjithashtu vepron si një rregullator i rrymave detare. Era si një nga faktorët ekzogjen kontribuon në erozionin dhe deflacionin e materialit të gërryer në distanca të gjata.

Roli ekologjik dhe gjeologjik i proceseve atmosferike

Ulja e transparencës së atmosferës për shkak të shfaqjes së grimcave të aerosolit dhe pluhurit të ngurtë në të ndikon në shpërndarjen e rrezatimit diellor, duke rritur albedon ose reflektueshmërinë. Reaksione të ndryshme kimike çojnë në të njëjtin rezultat, duke shkaktuar dekompozimin e ozonit dhe gjenerimin e reve "perla", të përbëra nga avujt e ujit. Ndryshimet globale në reflektim, si dhe ndryshimet në përbërjen e gazit të atmosferës, kryesisht gazrat serrë, janë shkaku i ndryshimeve klimatike.

Ngrohja e pabarabartë që shkakton ndryshime në presionin atmosferik më sipër seksione të ndryshme sipërfaqja e tokës, çon në qarkullimin atmosferik, që është shenjë dalluese e troposferës. Kur ka një ndryshim në presion, ajri nxiton nga zonat me presion të lartë në zonat me presion të ulët. Këto lëvizje masat ajrore së bashku me lagështinë dhe temperaturën përcaktojnë veçoritë kryesore ekologjike dhe gjeologjike të proceseve atmosferike.

Në varësi të shpejtësisë, era prodhon punë të ndryshme gjeologjike në sipërfaqen e tokës. Me shpejtësi 10 m/s, tund degët e trasha të pemëve, mbledh dhe mbart pluhur dhe rërë të imët; thyen degët e pemëve me shpejtësi 20 m/s, bart rërë dhe zhavorr; me shpejtësi 30 m/s (stuhi) shqyen çatitë e shtëpive, shkul pemët, thyen shtyllat, lëviz guralecat dhe mbart zhavorr të imët dhe një stuhi me shpejtësi 40 m/s shkatërron shtëpitë, thyen dhe rrënon shtyllat e linjat e energjisë elektrike, shkul pemët e mëdha.

Stuhitë dhe tornadot (tornadot) kanë një ndikim të madh negativ mjedisor me pasoja katastrofike - vorbullat atmosferike që ndodhin në sezonin e ngrohtë në frontet e fuqishme atmosferike me shpejtësi deri në 100 m/s. Skallat janë vorbulla horizontale me shpejtësi të erës uragane (deri në 60-80 m/s). Ato shpesh shoqërohen me shi të dendur dhe stuhi që zgjasin nga disa minuta deri në gjysmë ore. Kafshët mbulojnë zona deri në 50 km të gjera dhe udhëtojnë një distancë prej 200-250 km. Një stuhi e fortë në Moskë dhe rajonin e Moskës në vitin 1998 dëmtoi çatitë e shumë shtëpive dhe rrëzoi pemët.

Tornadot, u thirrën Amerika e Veriut Tornadot janë vorbulla atmosferike të fuqishme në formë gypi që shpesh shoqërohen me bubullima. Këto janë kolona ajri që ngushtohen në mes me një diametër prej disa dhjetëra deri në qindra metra. Tornado ka pamjen e një hinke, shumë të ngjashme me trungun e elefantit, që zbret nga retë ose ngrihet nga sipërfaqja e tokës. Duke pasur një rrallim të fortë dhe shpejtësi të lartë rrotullimi, tornado udhëton deri në disa qindra kilometra, duke tërhequr pluhur, ujë nga rezervuarët dhe objekte të ndryshme. Tornadot e fuqishëm shoqërohen me stuhi, shi dhe kanë fuqi të madhe shkatërruese.

Tornadot ndodhin rrallë në rajonet nënpolare ose ekuatoriale, ku është vazhdimisht ftohtë ose nxehtë. Pak tornado në oqeanin e hapur. Tornadot ndodhin në Evropë, Japoni, Australi, SHBA dhe në Rusi ato janë veçanërisht të shpeshta në rajonin Qendror të Tokës së Zezë, në rajonet e Moskës, Yaroslavl, Nizhny Novgorod dhe Ivanovo.

Tornadot ngrenë dhe lëvizin makina, shtëpi, vagona, ura. Tornadot (tornadot) veçanërisht shkatërruese janë vërejtur në Shtetet e Bashkuara. Nga 450 deri në 1500 tornado regjistrohen çdo vit, me një mesatare prej rreth 100 viktima. Tornadot janë procese atmosferike katastrofike me veprim të shpejtë. Ato formohen në vetëm 20-30 minuta, dhe koha e ekzistencës së tyre është 30 minuta. Prandaj, është pothuajse e pamundur të parashikohet koha dhe vendi i shfaqjes së tornadove.

Vorbulla të tjera shkatërruese, por afatgjata atmosferike janë ciklonet. Ato formohen për shkak të një rënie të presionit, e cila, në kushte të caktuara, kontribuon në shfaqjen e një lëvizjeje rrethore të rrymave të ajrit. Vorbullat atmosferike kanë origjinën rreth rrymave të fuqishme ngjitëse të ajrit të ngrohtë të lagësht dhe rrotullohen me shpejtësi të lartë në drejtim të akrepave të orës në hemisferën jugore dhe në drejtim të kundërt në hemisferën veriore. Ciklonet, ndryshe nga tornadot, e kanë origjinën mbi oqeane dhe prodhojnë veprimet e tyre shkatërruese mbi kontinente. Faktorët kryesorë shkatërrues janë erëra të forta, reshje intensive në formën e reshjeve të borës, reshjeve, breshrit dhe përmbytjeve. Erërat me shpejtësi 19 - 30 m / s formojnë një stuhi, 30 - 35 m / s - një stuhi dhe më shumë se 35 m / s - një stuhi.

Ciklonet tropikale - uraganet dhe tajfunet - kanë një gjerësi mesatare prej disa qindra kilometrash. Shpejtësia e erës brenda ciklonit arrin forcën e uraganit. Ciklonet tropikale zgjasin nga disa ditë deri në disa javë, duke lëvizur me një shpejtësi prej 50 deri në 200 km/h. Ciklonet e gjerësisë së mesme kanë një diametër më të madh. Dimensionet e tyre tërthore variojnë nga një mijë deri në disa mijëra kilometra, shpejtësia e erës është e stuhishme. Ato lëvizin në hemisferën veriore nga perëndimi dhe shoqërohen me breshër dhe reshje bore, të cilat janë katastrofike. Ciklonet dhe uraganet dhe tajfunet që lidhen me to janë fatkeqësitë më të mëdha natyrore pas përmbytjeve për sa i përket numrit të viktimave dhe dëmeve të shkaktuara. Në zonat me popullsi të dendur të Azisë, numri i viktimave gjatë uraganeve matet në mijëra. Në vitin 1991, në Bangladesh, gjatë një uragani që shkaktoi formimin e valëve të detit 6 m të larta, vdiqën 125 mijë njerëz. Tajfunet shkaktojnë dëme të mëdha në Shtetet e Bashkuara. Si rezultat, dhjetëra e qindra njerëz vdesin. Në Evropën Perëndimore, uraganet shkaktojnë më pak dëme.

Stuhitë konsiderohen si një fenomen katastrofik atmosferik. Ato ndodhin kur ajri i ngrohtë dhe i lagësht ngrihet shumë shpejt. Në kufirin e zonave tropikale dhe subtropikale, stuhitë ndodhin për 90-100 ditë në vit, në zonën e butë për 10-30 ditë. Në vendin tonë, numri më i madh i stuhive ndodh në Kaukazin e Veriut.

Stuhitë zakonisht zgjasin më pak se një orë. Reshjet e forta, stuhitë e breshërit, rrufetë, fryrjet e erës dhe rrymat vertikale të ajrit përbëjnë një rrezik të veçantë. Rreziku i breshrit përcaktohet nga madhësia e gurëve të breshërit. Në Kaukazin e Veriut, masa e breshërit dikur arrinte 0,5 kg, dhe në Indi u vunë re breshër me peshë 7 kg. Zonat më të rrezikshme në vendin tonë ndodhen në Kaukazin e Veriut. Në korrik 1992, breshri dëmtoi 18 avionë në aeroportin Mineralnye Vody.

Rrufeja është një fenomen i rrezikshëm i motit. Ata vrasin njerëz, bagëti, shkaktojnë zjarre, dëmtojnë rrjetin elektrik. Rreth 10,000 njerëz vdesin çdo vit nga stuhitë dhe pasojat e tyre në mbarë botën. Për më tepër, në disa pjesë të Afrikës, në Francë dhe Shtetet e Bashkuara, numri i viktimave nga rrufeja është më i madh se sa nga fenomenet e tjera natyrore. Dëmi vjetor ekonomik nga stuhitë në Shtetet e Bashkuara është të paktën 700 milionë dollarë.

Thatësirat janë tipike për rajonet e shkretëtirës, ​​stepave dhe pyjeve-stepë. Mungesa e reshjeve shkakton tharjen e tokës, uljen e nivelit ujërat nëntokësore dhe në rezervuarë derisa të thahen plotësisht. Mungesa e lagështisë çon në vdekjen e bimësisë dhe të korrave. Thatësirat janë veçanërisht të rënda në Afrikë, Lindjen e Afërt dhe të Mesme, Azinë Qendrore dhe Amerikën Jugore të Veriut.

Thatësirat ndryshojnë kushtet e jetës njerëzore, kanë një ndikim negativ në mjedisin natyror përmes proceseve të tilla si kripëzimi i tokës, erërat e thata, stuhitë e pluhurit, erozioni i tokës dhe zjarret në pyje. Zjarret janë veçanërisht të forta gjatë thatësirës në rajonet e taigës, pyjet tropikale dhe subtropikale dhe savanat.

Thatësirat janë procese afatshkurtra që zgjasin për një sezon. Kur thatësirat zgjasin më shumë se dy sezone, ekziston një kërcënim i urisë dhe vdekshmërisë masive. Në mënyrë tipike, efekti i thatësirës shtrihet në territorin e një ose më shumë vendeve. Sidomos shpesh thatësirat e zgjatura me pasoja tragjike ndodhin në rajonin Sahel të Afrikës.

Dukuritë atmosferike si reshjet e borës, shirat e dendur me ndërprerje dhe shirat e zgjatur të zgjatur shkaktojnë dëme të mëdha. Reshjet e borës shkaktojnë orteqe masive në male, dhe shkrirja e shpejtë e borës së rënë dhe shirat e dendur të zgjatur çojnë në përmbytje. Një masë e madhe uji që bie në sipërfaqen e tokës, veçanërisht në zonat pa pemë, shkakton erozion të rëndë të mbulesës së tokës. Ka një rritje intensive të sistemeve të trarëve të përroskave. Përmbytjet ndodhin si rezultat i përmbytjeve të mëdha gjatë një periudhe reshjesh të mëdha ose përmbytjesh pas një ngrohjeje të papritur ose shkrirjes së borës në pranverë dhe, për rrjedhojë, janë dukuri atmosferike në origjinë (ato janë diskutuar në kapitullin mbi rolin ekologjik të hidrosferës).

Ndryshimet antropogjene në atmosferë

Aktualisht, ka shumë burime të ndryshme të natyrës antropogjene që shkaktojnë ndotje atmosferike dhe çojnë në shkelje të rënda të ekuilibrit ekologjik. Për sa i përket shkallës, dy burime kanë ndikimin më të madh në atmosferë: transporti dhe industria. Mesatarisht, transporti përbën rreth 60% të sasisë totale të ndotjes atmosferike, industria - 15%, energjia termike - 15%, teknologjitë për shkatërrimin e mbetjeve shtëpiake dhe industriale - 10%.

Transporti, në varësi të lëndës djegëse të përdorur dhe llojeve të agjentëve oksidues, lëshon në atmosferë oksidet e azotit, squfurin, oksidet dhe dioksidet e karbonit, plumbit dhe përbërjeve të tij, blozën, benzopirenin (një substancë nga grupi i hidrokarbureve aromatike policiklike, që është një kancerogjen i fortë që shkakton kancer të lëkurës).

Industria lëshon dioksid squfuri, okside dhe diokside karboni, hidrokarbure, amoniak, sulfur hidrogjeni, acid sulfurik, fenol, klor, fluor dhe komponime të tjera dhe kimike. Por pozita dominuese midis emetimeve (deri në 85%) është e zënë nga pluhuri.

Si pasojë e ndotjes ndryshon transparenca e atmosferës, në të shfaqen aerosolet, smogu dhe shirat acidë.

Aerosolet janë sisteme të shpërndara që përbëhen nga grimca të ngurta ose pika të lëngshme të pezulluara në një mjedis të gaztë. Madhësia e grimcave të fazës së shpërndarë është zakonisht 10 -3 -10 -7 cm Në varësi të përbërjes së fazës së shpërndarë, aerosolet ndahen në dy grupe. Njëra përfshin aerosolet e përbërë nga grimca të ngurta të shpërndara në një mjedis të gaztë, e dyta - aerosolet, të cilat janë një përzierje e fazave të gazta dhe të lëngshme. Të parat quhen tym, dhe të dytat - mjegulla. Qendrat e kondensimit luajnë një rol të rëndësishëm në procesin e formimit të tyre. Si bërthama kondensimi veprojnë hiri vullkanik, pluhuri kozmik, produktet e shkarkimeve industriale, bakteret e ndryshme etj.. Numri i burimeve të mundshme të bërthamave të përqendrimit është vazhdimisht në rritje. Kështu, për shembull, kur bari i thatë shkatërrohet nga zjarri në një sipërfaqe prej 4000 m 2, formohen mesatarisht 11 * 10 22 bërthama aerosol.

Aerosolet filluan të formohen që nga momenti i shfaqjes së planetit tonë dhe ndikuan në kushtet natyrore. Megjithatë, numri dhe veprimet e tyre, të balancuara me qarkullimin e përgjithshëm të substancave në natyrë, nuk shkaktuan ndryshime të thella ekologjike. Faktorët antropogjenë të formimit të tyre e zhvendosën këtë ekuilibër drejt mbingarkesave të rëndësishme biosferike. Kjo veçori është theksuar veçanërisht që kur njerëzimi filloi të përdorë aerosolë të krijuar posaçërisht si në formën e substancave toksike ashtu edhe për mbrojtjen e bimëve.

Më të rrezikshmit për mbulesën bimore janë aerosolet e dioksidit të squfurit, fluorit të hidrogjenit dhe azotit. Kur janë në kontakt me një sipërfaqe të lagësht të gjetheve, ato formojnë acide që kanë një efekt të dëmshëm mbi gjallesat. Mjegullat acide, së bashku me ajrin e thithur, hyjnë në organet e frymëmarrjes të kafshëve dhe njerëzve dhe ndikojnë në mënyrë agresive në mukozën. Disa prej tyre dekompozojnë indet e gjalla dhe aerosolet radioaktive shkaktojnë kancer. Ndër izotopet radioaktive, SG 90 është një rrezik i veçantë jo vetëm për shkak të kancerogjenitetit të tij, por edhe si një analog i kalciumit, duke e zëvendësuar atë në kockat e organizmave, duke shkaktuar dekompozimin e tyre.

Gjatë shpërthimeve bërthamore, retë radioaktive të aerosolit formohen në atmosferë. Grimcat e vogla me rreze 1 - 10 mikron bien jo vetëm në shtresat e sipërme të troposferës, por edhe në stratosferë, në të cilën mund të jenë kohe e gjate. Retë e aerosolit formohen gjithashtu gjatë funksionimit të reaktorëve të impianteve industriale që prodhojnë lëndë djegëse bërthamore, si dhe si rezultat i aksidenteve në termocentralet bërthamore.

Smogu është një përzierje e aerosoleve me faza të shpërndara të lëngshme dhe të ngurta që formojnë një perde me mjegull mbi zonat industriale dhe qytetet e mëdha.

Ekzistojnë tre lloje të smogut: akull, i lagësht dhe i thatë. Smogu i akullit quhet Alaskan. Ky është një kombinim i ndotësve të gaztë me shtimin e grimcave të pluhurit dhe kristaleve të akullit që ndodhin kur pikat e mjegullës dhe avulli nga sistemet e ngrohjes ngrijnë.

Smogu i lagësht, ose smogu i tipit Londër, nganjëherë quhet smogu i dimrit. Është një përzierje e ndotësve të gaztë (kryesisht dioksidi i squfurit), grimcat e pluhurit dhe pikat e mjegullës. Parakusht meteorologjik për shfaqjen e smogut dimëror është moti i qetë, në të cilin një shtresë ajri i ngrohtë ndodhet mbi shtresën sipërfaqësore të ajrit të ftohtë (nën 700 m). Në të njëjtën kohë, jo vetëm shkëmbimi horizontal, por edhe vertikal mungon. Ndotësit, të cilët zakonisht shpërndahen në shtresa të larta, në këtë rast grumbullohen në shtresën sipërfaqësore.

Smogu i thatë shfaqet në koha e verës, dhe shpesh quhet smog i tipit Los Angeles. Është një përzierje e ozonit, monoksidit të karbonit, oksideve të azotit dhe avujve të acidit. Një smog i tillë formohet si rezultat i dekompozimit të ndotësve nga rrezatimi diellor, veçanërisht pjesa e tij ultravjollcë. Parakusht meteorologjik është përmbysja atmosferike, e cila shprehet në shfaqjen e një shtrese ajri të ftohtë mbi atë të ngrohtë. Gazet dhe grimcat e ngurta të ngritura zakonisht nga rrymat e ajrit të ngrohtë shpërndahen më pas në shtresat e sipërme të ftohta, por në këtë rast ato grumbullohen në shtresën e përmbysjes. Në procesin e fotolizës, dioksidet e azotit të formuar gjatë djegies së karburantit në motorët e makinave dekompozohen:

JO 2 → JO + O

Pastaj ndodh sinteza e ozonit:

O + O 2 + M → O 3 + M

JO + O → JO 2

Proceset e fotodissociimit shoqërohen me një shkëlqim të verdhë-jeshile.

Përveç kësaj, reaksionet ndodhin sipas llojit: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, pra formohet acid sulfurik i fortë.

Me ndryshimin e kushteve meteorologjike (shfaqja e erës ose ndryshimi i lagështisë), ajri i ftohtë shpërndahet dhe smogu zhduket.

Prania e kancerogjenëve në smog çon në dështim të frymëmarrjes, acarim të mukozave, çrregullime të qarkullimit të gjakut, mbytje astmatike dhe shpesh vdekje. Smogu është veçanërisht i rrezikshëm për fëmijët e vegjël.

Shiu acid është reshje atmosferike e acidifikuar nga emetimet industriale të oksideve të squfurit, oksideve të azotit dhe avujve të acidit perklorik dhe klorit të tretur në to. Në procesin e djegies së qymyrit dhe gazit, pjesa më e madhe e squfurit në të, si në formën e oksidit, ashtu edhe në përbërjet me hekurin, veçanërisht në pirit, pirhotit, kalkopirit etj., kthehet në oksid squfuri, i cili së bashku me karbonin. dioksidi, lëshohet në atmosferë. Kur azoti atmosferik dhe emetimet teknike kombinohen me oksigjenin, formohen okside të ndryshme të azotit dhe vëllimi i oksideve të azotit të formuar varet nga temperatura e djegies. Pjesa më e madhe e oksideve të azotit ndodh gjatë funksionimit të automjeteve dhe lokomotivave me naftë, dhe një pjesë më e vogël ndodh në sektorin e energjisë dhe ndërmarrjet industriale. Oksidet e squfurit dhe të azotit janë formuesit kryesorë të acidit. Kur reagon me oksigjenin atmosferik dhe avujt e ujit në të, formohen acide sulfurik dhe nitrik.

Dihet se ekuilibri alkaline-acid i mediumit përcaktohet nga vlera e pH. Një mjedis neutral ka një vlerë pH prej 7, një mjedis acid ka një vlerë pH prej 0 dhe një mjedis alkalik ka një vlerë pH prej 14. Në epokën moderne, vlera e pH e ujit të shiut është 5,6, megjithëse në të kaluarën e afërt ai ishte neutral. Një ulje e vlerës së pH me një korrespondon me një rritje dhjetëfish të aciditetit dhe, për këtë arsye, aktualisht, shirat me aciditet të rritur bien pothuajse kudo. Aciditeti maksimal i shirave të regjistruar në Evropën Perëndimore ishte 4-3,5 pH. Duhet pasur parasysh se vlera e pH e barabartë me 4-4,5 është fatale për shumicën e peshqve.

Shirat acid kanë një efekt agresiv në mbulesën bimore të Tokës, në ndërtesat industriale dhe rezidenciale dhe kontribuojnë në një përshpejtim të konsiderueshëm të gërryerjes së shkëmbinjve të ekspozuar. Një rritje e aciditetit parandalon vetërregullimin e neutralizimit të tokave në të cilat lëndët ushqyese janë tretur. Nga ana tjetër, kjo çon në një rënie të mprehtë të rendimenteve dhe shkakton degradim të mbulesës bimore. Aciditeti i tokës kontribuon në çlirimin e të rëndave, të cilat janë në gjendje të lidhur, të cilat thithen gradualisht nga bimët, duke shkaktuar dëmtime serioze të indeve në to dhe depërtojnë në zinxhirin ushqimor të njeriut.

Një ndryshim në potencialin alkaline-acid të ujërave të detit, veçanërisht në ujërat e cekëta, çon në ndërprerjen e riprodhimit të shumë jovertebrorëve, shkakton vdekjen e peshqve dhe prish ekuilibrin ekologjik në oqeane.

Si pasojë e shiut acid, pyjet e Evropës Perëndimore, shtetet baltike, Karelia, Uralet, Siberia dhe Kanadaja janë nën kërcënimin e vdekjes.