Skład atmosfery

Zdajesz maturę z matematyki bo MUSISZ? ==> Zobacz Ekspresowy Kurs Maturalny <== i przygotuj sie do matury nawet w 7 dni!

Kategoria: Geografia Fizyczna Świata Tagi: atmosfera,

Kulę Ziemską dookoła otacza warstwa atmosfery. W miarę oddalania się od Ziemi warstwa ta stopniowo rzednie i w końcu zanika bez wyraźnej granicy. Dzięki satelitom dowiedziono, że na wysokości ponad kilku tysięcy kilometrów znajduje się jeszcze powietrze. Powietrze atmosferyczne jest mieszaniną gazów. W przyziemnej warstwie atmosfery składniki suchego i czystego powietrza występują w ilościach procentowych w stosunku do ogólnej objętości powietrza.

Drugorzędne składniki powietrza

Do drugorzędnych składników powietrza zaliczamy, zajmujących tylko 0,01% ogólnej objętości, należą: neon, wodór, hel, krypton, ksenon, ozon, jod i inne. W przyziemnej warstwie atmosfery podane składniki suchego, czystego powietrza i przede wszystkim azot, tlen i gazy szlachetne występują praktycznie zawsze, w stosunku stałym. Spowodowane jest to nieustającym mieszaniem się powietrza. Dużo większym zmianom ulega jedynie zawartość dwutlenku węgla. Wykazuje ona wyraźny przebieg dobowy i roczny. Podczas dnia, w cieplejszej porze roku, stężenie dwutlenku węgla w okolicach powierzchni gleby maleje, a w nocy wzrasta. Minimum dzienne wywołane jest fotosyntezą i turbulencyjnym mieszaniem się powietrza rozrzedzającym dwutlenek węgla w atmosferze. Maksimum nocne jest wynikiem braku fotosyntezy wśród roślin, nadal jednak trwa oddychanie, dopływowi tego gazu z gleby, a ponadto występującej często stagnacji przygruntowej warstwy powietrza. Zimą, w wyniku spadku natężenia w powietrzu, stężenie CO2 silnie wzrasta. Po rozpoczęciu wegetacji, gdy wykorzystywana jest większa ilość dwutlenku węgla niż dostarcza go gleba, ilość tego gazu w atmosferze znacznie spada.

Powietrze atmosferyczne zawiera bardzo ważny składnik, którym jest para wodna, podobnie jak CO2, zaliczamy ją do zmiennych składników atmosfery. Poza wymienionymi składnikami w powietrzu atmosferycznym znajdują się produkty kondensacji pary wodnej oraz inne substancje przedostające się do atmosfery ze źródeł naturalnych lub na skutek działalności ludzkiej. Zaliczamy do nich substancje stałe, gazowe i ciekłe np.: pył pochodzenia organicznego i mineralnego, sól morska, zarodniki grzybów, bakterii, tlenki siarki, węgla, azotu fosforu, krople wody, kwas siarkowy itd. Wiele z nich, najbardziej pochodnych ze źródeł sztucznych, silnie zanieczyszcza powietrze, szczególnie w okolicach dużych miast i obszarów przemysłowych.

Najważniejsze dla Nas i dla życia na całej Ziemie są: tlen, azot, dwutlenek węgla i para wodna.

Tlen

Gaz ten odgrywa ważną rolę w życiu na Ziemi. Potrzebny jest bowiem w procesach utleniania i oddychania. W procesie oddychania zachodzi utlenianie zgromadzonych przez rośliny i zwierzęta substancji organicznych, dzięki temu wytwarza się energia dla wszystkich procesów życiowych. Zawartość tlenu w atmosferze, powietrzu zmniejsza się w ciasnych, zamkniętych pomieszczeniach przepełnionych ludźmi lub zwierzętami wzrasta tam natomiast stężenie CO2.

Brak tlenu jest śmiertelny jeżeli jego zawartość w powietrzu spada poniżej 10 - 12%. Jakkolwiek zapasy tlenu są ciągle odnawiane dzięki zachodzącej fotosyntezie, to jednak coraz częściej mówi się o postępujących zmianach składu gazowego powietrza atmosferycznego, głównie o niedoborze tlenu, ze względu na rosnące zużycie tego gazu w wielu procesach np. spalania. Tlen powietrza glebowego jest czynnikiem przyśpieszającym wietrzenie skał i minerałów, uczestniczy w mineralizacji związków organicznych i współdziała w procesie uruchamiania składników pokarmowych pobieranych przez korzenie roślin.

Życie w stanie, w jakim istnieje obecnie, możliwe jest tylko dzięki zachodzącemu procesowi fotosyntezy. Energią potrzebną do jego utrzymania jest światło słoneczne pochłaniane przez chlorofil (barwnik roślin) i zamieniane w cukier o nazwie glukoza, która natomiast przekształca się w skrobię i celulozę.

Azot

Gaz chemicznie obojętny. Rozcieńcza tlen, zmniejszając jego aktywność utleniającą. Wchodzi w skład dużej ilości związków organicznych. Dla roślin niezbędny jako składnik pokarmowy. Warunkuje syntezę substancji białkowych i powstawanie protoplazmy żywych komórek.

Bakterie brodawkowe roślin motylkowych zajmują się wiązaniem azotu atmosferycznego , dzięki czemu dostarczają im pokarm. W momencie obumarcia roślin motylkowych wraz z ich korzeniami do roztworu glebowego dostają się związki azotowe. W glebie bakterie wolno żyjące natychmiast wiążą azot, glonu i grzyby.

Azot który znajduje się w atmosferze jest wykorzystywany przez człowieka do tworzenia nawozów azotowych.

Dwutlenek węgla

Gaz ten jest cięższy w porównaniu do innych składników powietrza i dlatego gromadzi się w pobliżu Ziemi. Mimo swojej niedużej objętości, jaką zajmuje w powietrzu, CO2 jest bardzo ważnym składnikiem atmosfery, a jest on tak ważny ponieważ uczestniczy w procesie fotosyntezy. O wyjątkowym znaczeniu CO2 dla roślin świadczy fakt, że węgiel stanowi około 45-50% ich suchej masy. Lądowe rośliny autotroficzne wytwarzają jak wiadomo substancję organiczną z CO2 atmosferycznego, wody i związków mineralnych pobieranych z gleby. Rośliny wodne wykorzystują CO2, które jest rozpuszczone w wodzie.

W procesie fotosyntezy wykorzystywane jest aż 1/5 ogólnej ilości CO2 zawartego w powietrzu i wodzie. W wyniku spalania gaz ten dostaje się do atmosfery - głównie węgla i ropy naftowej, procesów wulkanicznych, oddychania, a przede wszystkim z gleby, gdzie, powstaje w wyniku rozkładu związków organicznych.

Pomimo stałego dopływu CO2 do atmosfery jego ilość w powietrzu atmosferycznym ulega stosunkowo niewielkim zmianom dzięki temu, że oceany, częściowo lasy, coraz lepiej uprawiane rośliny zielone pochłaniają duże ilości tej substancji. Z przeprowadzonych badań wynika, że wzrost stężenia CO2 w atmosferze, przy optymalnych warunkach pozostałych czynników wegetacji roślin, w dużym związku wpływa na przebieg fotosyntezy i zwiększa jej intensywność, a w ślad za tym produktywność roślin zielonych. W większości roślin intensywność fotosyntezy rośnie wraz ze wzrostem stężenia CO2 do kilku dziesiątych procenta. W wyniku dalszego gromadzenia się tej substancji proces fotosyntezy słabnie. Należy pamiętać, że w ramach poszukiwań nowych sposobów wytwarzania żywności ogromne nadzieje pokłada się między innymi w zwiększeniu produkcji węglowodanów na drodze intensyfikacji procesu fotosyntezy.

Ozon

Trójatomowa forma tlenu (O3), gaz bardzo silnie utleniający , posiadający charakterystyczny dla siebie orzeźwiający zapach. W dolnej części atmosfery występuje w niewielkich ilościach. Najczęściej O3 spotyka się na wysokości 25-30 km (ozonosfera). Jeżeli byłby razem zebrany, utworzył by wówczas w warunkach normalnego ciśnienia warstwę o grubości zaledwie ok. 2-3 mm.

Jest drugorzędnym składnikiem atmosfery, ale ma ogromne znaczenie biologiczne. Pochłania promieniowanie nadfioletowe w paśmie 150-290 nm dzięki temu powoduje, że dopływa ono do powierzchni Ziemi wyłącznie niezbędnych ilościach do życia. Jest to bardzo ważne, ponieważ większa ilość promieniowania nadfioletowego ze względu na jego dużą aktywność biologiczną działa negatywnie, a wręcz zabójczo na komórki żywe np. u ludzi.

Ozonosfera spełnia więc rolę filtra ochronnego przed nadmiarem tego promieniowania dzięki czemu życie na naszej planecie jest w ogóle możliwe. Jest również absorbentem długofalowego promieniowania Ziemi. Jako energiczny utleniacz, ozon zwiększa szybkość rozkładu materii organicznej. W małym stężeniu gaz ten jest bardzo korzystny na organizmy żywe, gdyż pobudza ich procesy fizjologiczne.

Para wodna

Ważny składnik atmosfery ziemskiej. Dzięki niemu powstają liczne meteorologiczne zjawiska, takie jak chmury, opady atmosferyczne, mgły itp. Dzięki dużym ilościom ciepła które wydzielane są podczas przemian fazowych, a przede wszystkim w wyniku kondensacji, para wodna odgrywa dużą role w kształtowaniu się termiki atmosfery, a w wyniku silnej absorpcji promieniowania cieplnego Ziemi zapobiega zbyt dużemu ochładzaniu się jej powierzchni.

Na najwilgotniejszych obszarach Ziemi (strefa równikowa - oceany) zawartość pary wodnej w dolnych częściach atmosfery nie przekracza 4% w stosunku objętościowym, a w klimacie surowym (strefa polarna) może spaść nawet do 0,01%. W umiarkowanych szerokościach w niższych warstwach atmosfery znajduje się latem ok. 1,3% pary wodnej, a zimą ok. 0,4%.

Dla Europu przyjmuje się następujący średni skład atmosfery w % objętości:

77,22 - N2,
20,80 - O2,
0,92 - H2O,
0,92 -Ar,
0,03 – CO2.

Bibliografia:

Paweł Libner i Gerard Stefaniak „ Geografia od A do Z”
Sławomir Jaszczuk „Geografia Vademecum”
Strony internetowe www.wikipedia.pl oraz www.poland.gov.pl www.chemia.dami.pl
zdjęcia pobrane ze stron http://www.stronameteo.golonghorn.net/strona,wiedza/w_atmosfera.htm oraz http://www.iwiedza.net/encyklo/images/a/atmosfera1.jpg

Autor opracowania: Maciej Dadas

Materiał udostępniony dzięki uprzejmości Pana Sławomira Dmowskiego nauczyciela z XXIV LO im. C. Norwida w Warszawie. www.geo.norwid24.waw.pl