บรรยากาศส่วนใหญ่. บรรยากาศของโลก - คำอธิบายสำหรับเด็ก

บรรยากาศเป็นสิ่งที่ทำให้สิ่งมีชีวิตอยู่บนโลกได้ เราได้รับข้อมูลแรกและข้อเท็จจริงเกี่ยวกับบรรยากาศในโรงเรียนประถม ในโรงเรียนมัธยมเราได้ทำความรู้จักกับแนวคิดนี้โดยละเอียดในบทเรียนวิชาภูมิศาสตร์

แนวคิดบรรยากาศบนบก

บรรยากาศไม่เพียง แต่มีอยู่สำหรับโลกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัตถุท้องฟ้าอื่น ๆ ด้วย นี่คือชื่อของเปลือกก๊าซที่อยู่รอบ ๆ ดาวเคราะห์ องค์ประกอบของชั้นก๊าซนี้แตกต่างกันอย่างมากในแต่ละดาวเคราะห์ มาดูข้อมูลพื้นฐานและข้อเท็จจริงเกี่ยวกับอากาศที่เรียกว่า

ส่วนที่สำคัญที่สุดของมันคือออกซิเจน บางคนเข้าใจผิดคิดว่าชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยออกซิเจนทั้งหมด แต่ในความเป็นจริงแล้วอากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซ ประกอบด้วยไนโตรเจน 78% และออกซิเจน 21% ส่วนที่เหลืออีกร้อยละ ได้แก่ โอโซนอาร์กอนคาร์บอนไดออกไซด์ไอน้ำ ปล่อยให้เปอร์เซ็นต์ของก๊าซเหล่านี้มีขนาดเล็ก แต่ทำหน้าที่สำคัญ - พวกมันดูดซับส่วนสำคัญของพลังงานที่แผ่ออกจากดวงอาทิตย์ซึ่งจะป้องกันไม่ให้ดวงไฟเปลี่ยนชีวิตทั้งหมดบนโลกของเราให้กลายเป็นเถ้า คุณสมบัติของบรรยากาศเปลี่ยนไปตามระดับความสูง ตัวอย่างเช่นที่ระดับความสูง 65 กม. ไนโตรเจน 86% และออกซิเจน 19%

องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของโลก

• คาร์บอนไดออกไซด์ จำเป็นสำหรับโภชนาการของพืช ในบรรยากาศปรากฏเป็นผลมาจากกระบวนการหายใจของสิ่งมีชีวิตการสลายตัวการเผาไหม้ การไม่มีองค์ประกอบของบรรยากาศจะทำให้การดำรงอยู่ของพืชใด ๆ เป็นไปไม่ได้
• ออกซิเจน - องค์ประกอบที่สำคัญของบรรยากาศสำหรับมนุษย์ การปรากฏตัวของมันเป็นเงื่อนไขสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด มันคิดเป็นประมาณ 20% ของปริมาตรทั้งหมดของก๊าซในชั้นบรรยากาศ
• โอโซน - เป็นตัวดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ตามธรรมชาติซึ่งส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต ส่วนใหญ่ก่อตัวเป็นชั้นบรรยากาศที่แยกจากกัน - หน้าจอโอโซน เมื่อเร็ว ๆ นี้กิจกรรมของมนุษย์นำไปสู่ความจริงที่ว่ามันเริ่มค่อยๆล่มสลาย แต่เนื่องจากมีความสำคัญอย่างยิ่งงานที่กระตือรือร้นจึงอยู่ระหว่างการรักษาและฟื้นฟู
• ไอน้ำ กำหนดความชื้นของอากาศ เนื้อหาอาจแตกต่างกันขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ: อุณหภูมิของอากาศที่ตั้งอาณาเขตฤดูกาล ที่อุณหภูมิต่ำจะมีไอน้ำในอากาศน้อยมากอาจจะน้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์และที่อุณหภูมิสูงปริมาณของมันจะสูงถึง 4%
• นอกเหนือจากทั้งหมดที่กล่าวมาแล้วยังมีเปอร์เซ็นต์ที่แน่นอนอยู่ในองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของโลก สิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งและของเหลว... สิ่งเหล่านี้ ได้แก่ เขม่าขี้เถ้าเกลือทะเลฝุ่นละอองน้ำจุลินทรีย์ พวกมันสามารถขึ้นไปในอากาศได้ทั้งตามธรรมชาติและจากมนุษย์

ชั้นบรรยากาศ

อุณหภูมิความหนาแน่นและคุณภาพของอากาศไม่เท่ากันที่ความสูงต่างกัน ด้วยเหตุนี้จึงเป็นเรื่องปกติที่จะแยกแยะชั้นบรรยากาศต่างๆ แต่ละคนมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง มาดูกันว่าชั้นบรรยากาศใดที่แตกต่างกัน:

• โทรโพสเฟียร์ - ชั้นบรรยากาศนี้อยู่ใกล้กับพื้นผิวโลกมากที่สุด ความสูงอยู่ที่ 8-10 กม. เหนือเสาและ 16-18 กม. ในเขตร้อน ประกอบด้วยไอน้ำ 90% ของไอน้ำทั้งหมดที่อยู่ในชั้นบรรยากาศดังนั้นจึงมีการก่อตัวของเมฆ นอกจากนี้ในชั้นนี้ยังมีกระบวนการต่างๆเช่นการเคลื่อนที่ของอากาศ (ลม) ความปั่นป่วนการพาความร้อน อุณหภูมิอยู่ระหว่าง +45 องศาในตอนเที่ยงในฤดูร้อนในเขตร้อนถึง -65 องศาที่ขั้วโลก
• สตราโตสเฟียร์เป็นชั้นบรรยากาศอันดับสองที่อยู่ห่างไกลที่สุด ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 11 ถึง 50 กม. ในชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์อุณหภูมิจะอยู่ที่ประมาณ -55 ส่วนระยะทางจากโลกจะเพิ่มขึ้นถึง + 1˚С พื้นที่นี้เรียกว่าการผกผันและเป็นรอยต่อระหว่างสตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์
• มีโซสเฟียร์ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 50 ถึง 90 กม. อุณหภูมิที่ขอบล่างอยู่ที่ประมาณ 0 ที่ด้านบนถึง -80 ...- 90 ˚С อุกกาบาตที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกจะลุกไหม้อย่างสมบูรณ์ในเมโซสเฟียร์ด้วยเหตุนี้อากาศจึงเปล่งประกายที่นี่
• เทอร์โมสเฟียร์หนาประมาณ 700 กม. แสงเหนือปรากฏในชั้นบรรยากาศนี้ พวกมันปรากฏขึ้นเนื่องจากการกระทำของรังสีคอสมิกและรังสีที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์
• เอ็กโซสเฟียร์เป็นเขตการแพร่กระจายของอากาศ ที่นี่ความเข้มข้นของก๊าซมีขนาดเล็กและค่อยๆหลุดเข้าไปในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์

ขอบเขตระหว่างบรรยากาศของโลกและนอกโลกถือเป็นขอบเขต 100 กม. สายนี้เรียกว่าสาย Pocket

ความดันบรรยากาศ

เมื่อฟังพยากรณ์อากาศเรามักจะได้ยินการอ่านค่าความดันบรรยากาศ แต่ความดันบรรยากาศหมายถึงอะไรและสิ่งนี้จะส่งผลต่อเราอย่างไร

เราพบว่าอากาศประกอบด้วยก๊าซและสิ่งสกปรก ส่วนประกอบเหล่านี้แต่ละชิ้นมีน้ำหนักของตัวเองซึ่งหมายความว่าชั้นบรรยากาศไม่ได้ไร้น้ำหนักอย่างที่เชื่อกันจนถึงศตวรรษที่ 17 ความดันบรรยากาศคือแรงที่ชั้นบรรยากาศทั้งหมดกดลงบนพื้นผิวโลกและบนวัตถุทั้งหมด

นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการคำนวณที่ซับซ้อนและพิสูจน์แล้วว่าชั้นบรรยากาศกดด้วยแรง 10,333 กิโลกรัมต่อตารางเมตร ซึ่งหมายความว่าร่างกายมนุษย์อยู่ภายใต้ความกดอากาศซึ่งมีน้ำหนัก 12-15 ตัน ทำไมเราถึงไม่รู้สึก ช่วยให้เราประหยัดด้วยแรงดันภายในซึ่งทำให้สมดุลภายนอก คุณสามารถสัมผัสได้ถึงความกดดันของบรรยากาศขณะอยู่บนเครื่องบินหรือบนภูเขาสูงเนื่องจากความดันบรรยากาศที่ระดับความสูงจะต่ำกว่ามาก ในกรณีนี้อาจเกิดความรู้สึกไม่สบายตัวหูอุดตันและเวียนศีรษะได้

สามารถพูดได้มากมายเกี่ยวกับบรรยากาศโดยรอบ เรารู้ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับเธอและบางเรื่องอาจดูน่าแปลกใจ:

• น้ำหนักของบรรยากาศโลกคือ 5,300,000,000,000,000 ตัน
• ส่งเสริมการส่งเสียง ที่ระดับความสูงมากกว่า 100 กม. คุณสมบัตินี้จะหายไปเนื่องจากองค์ประกอบของบรรยากาศเปลี่ยนไป
• การเคลื่อนที่ของชั้นบรรยากาศถูกกระตุ้นโดยความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวโลก
• เทอร์โมมิเตอร์ใช้ในการกำหนดอุณหภูมิของอากาศและบารอมิเตอร์ใช้เพื่อค้นหาความแรงของความดันบรรยากาศ
• การปรากฏตัวของชั้นบรรยากาศช่วยโลกของเราจากอุกกาบาต 100 ตันต่อวัน
• องค์ประกอบของอากาศได้รับการแก้ไขเป็นเวลาหลายร้อยล้านปี แต่เริ่มเปลี่ยนไปเมื่อเริ่มมีกิจกรรมทางอุตสาหกรรมที่รุนแรง
• บรรยากาศเชื่อว่าจะขยายขึ้นไปที่ระดับความสูง 3000 กม.

คุณค่าของบรรยากาศสำหรับมนุษย์

โซนทางสรีรวิทยาของบรรยากาศคือ 5 กม. ที่ระดับความสูง 5,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเลคน ๆ หนึ่งเริ่มแสดงอาการขาดออกซิเจนซึ่งสะท้อนให้เห็นในประสิทธิภาพการทำงานของเขาลดลงและความเป็นอยู่ที่แย่ลง นี่แสดงให้เห็นว่าบุคคลไม่สามารถอยู่รอดในอวกาศได้หากไม่มีส่วนผสมของก๊าซที่น่าอัศจรรย์นี้

ข้อมูลและข้อเท็จจริงทั้งหมดเกี่ยวกับบรรยากาศเท่านั้นที่ยืนยันความสำคัญสำหรับผู้คน ด้วยการปรากฏตัวของมันทำให้การพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลกกลายเป็นไปได้ ในปัจจุบันเมื่อมีการประเมินระดับความเสียหายที่มนุษยชาติสามารถก่อให้เกิดอากาศที่ให้ชีวิตได้จากการกระทำของมันเราควรคิดถึงมาตรการเพิ่มเติมเพื่อรักษาและฟื้นฟูบรรยากาศ

ชั้นบรรยากาศของโลกเป็นเปลือกอากาศ

การปรากฏตัวของลูกบอลพิเศษเหนือพื้นผิวโลกได้รับการพิสูจน์โดยชาวกรีกโบราณซึ่งเรียกชั้นบรรยากาศว่าไอน้ำหรือลูกบอลแก๊ส

นี่เป็นหนึ่งใน geospheres ของดาวเคราะห์โดยที่การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจะเป็นไปไม่ได้

บรรยากาศที่ไหน

บรรยากาศล้อมรอบดาวเคราะห์ด้วยชั้นอากาศที่หนาแน่นโดยเริ่มจากพื้นผิวโลก มันเข้ามาสัมผัสกับไฮโดรสเฟียร์ปกคลุมชั้นเปลือกโลกออกไปในอวกาศไกลออกไป

บรรยากาศประกอบด้วยอะไรบ้าง

ชั้นอากาศของโลกประกอบด้วยอากาศเป็นส่วนใหญ่มวลรวมถึง 5.3 * 1018 กิโลกรัม ในจำนวนนี้ส่วนที่เป็นโรคคืออากาศแห้งและมีไอน้ำน้อยกว่ามาก

ในทะเลมีความหนาแน่นของบรรยากาศ 1.2 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร อุณหภูมิในบรรยากาศสูงถึง -140.7 องศาอากาศละลายในน้ำที่อุณหภูมิศูนย์

บรรยากาศประกอบด้วยหลายชั้น:

• โทรโพสเฟียร์;
• Tropopause;
• Stratosphere และ stratopause;
• Mesosphere และ mesopause;
• เส้นพิเศษเหนือระดับน้ำทะเลเรียกว่า Karman line;
• เทอร์โมสเฟียร์และเทอร์โมสเฟียร์;
• Dispersion zone หรือ exosphere

แต่ละชั้นมีลักษณะเฉพาะของตัวเองพวกมันเชื่อมต่อกันและทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของซองอากาศของดาวเคราะห์

ขอบเขตของบรรยากาศ

ขอบด้านล่างสุดของชั้นบรรยากาศไหลไปตามไฮโดรสเฟียร์และชั้นบนของลิโธสเฟียร์ ขอบเขตด้านบนเริ่มต้นในนอกโลกซึ่งอยู่ห่างจากพื้นผิวดาวเคราะห์ 700 กิโลเมตรและจะเผาไหม้ได้ถึง 1.3 พันกิโลเมตร

ตามรายงานบางแห่งบรรยากาศสูงถึง 10,000 กิโลเมตร นักวิทยาศาสตร์เห็นพ้องกันว่าขอบเขตด้านบนของชั้นอากาศควรเป็นแนว Karman เนื่องจากการบินไม่สามารถทำได้ที่นี่อีกต่อไป

จากการศึกษาอย่างต่อเนื่องในพื้นที่นี้นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุว่าชั้นบรรยากาศสัมผัสกับไอโอโนสเฟียร์ที่ระดับความสูง 118 กิโลเมตร

องค์ประกอบทางเคมี

ชั้นของโลกนี้ประกอบด้วยก๊าซและสิ่งสกปรกของก๊าซซึ่งรวมถึงสิ่งตกค้างจากการเผาไหม้เกลือทะเลน้ำแข็งน้ำฝุ่น องค์ประกอบและมวลของก๊าซที่สามารถพบได้ในบรรยากาศแทบไม่เคยเปลี่ยนแปลงมีเพียงความเข้มข้นของน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้นที่เปลี่ยนแปลง

องค์ประกอบของน้ำอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.2 เปอร์เซ็นต์ถึง 2.5 เปอร์เซ็นต์ขึ้นอยู่กับละติจูด องค์ประกอบเพิ่มเติม ได้แก่ คลอรีนไนโตรเจนกำมะถันแอมโมเนียคาร์บอนโอโซนไฮโดรคาร์บอนกรดไฮโดรคลอริกไฮโดรเจนฟลูออไรด์ไฮโดรเจนโบรไมด์ไฮโดรเจนไอโอไดด์

ส่วนที่แยกจากกันถูกครอบครองโดยปรอทไอโอดีนโบรมีนไนตริกออกไซด์ นอกจากนี้ยังพบอนุภาคของเหลวและของแข็งที่เรียกว่าละอองลอยในโทรโพสเฟียร์ หนึ่งในก๊าซที่หายากที่สุดในโลกคือเรดอนอยู่ในชั้นบรรยากาศ

ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมีไนโตรเจนครอบครองมากกว่า 78% ของบรรยากาศออกซิเจน - เกือบ 21% คาร์บอนไดออกไซด์ - 0.03% อาร์กอน - เกือบ 1% ปริมาณทั้งหมดของสารน้อยกว่า 0.01% องค์ประกอบของอากาศนี้ก่อตัวขึ้นเมื่อดาวเคราะห์เพิ่งเกิดและเริ่มพัฒนา

ด้วยการถือกำเนิดของชายคนหนึ่งที่ค่อยๆเปลี่ยนไปสู่การผลิตองค์ประกอบทางเคมีจึงเปลี่ยนไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

หน้าที่ของบรรยากาศ

ก๊าซในชั้นอากาศมีหน้าที่หลากหลาย ประการแรกพวกมันดูดซับรังสีและพลังงานที่เปล่งประกาย ประการที่สองมีผลต่อการก่อตัวของอุณหภูมิในบรรยากาศและบนโลก ประการที่สามมันให้ชีวิตและเส้นทางบนโลก

นอกจากนี้ชั้นนี้ยังมีการควบคุมอุณหภูมิซึ่งมีผลต่อสภาพอากาศและสภาพอากาศโหมดการกระจายความร้อนและความดันบรรยากาศ โทรโพสเฟียร์ช่วยควบคุมการไหลของมวลอากาศกำหนดการเคลื่อนที่ของน้ำกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อน

บรรยากาศมีปฏิสัมพันธ์กับธรณีภาคไฮโดรสเฟียร์ตลอดเวลาซึ่งเป็นกระบวนการทางธรณีวิทยา หน้าที่ที่สำคัญที่สุดคือได้รับการปกป้องจากฝุ่นของอุกกาบาตที่มาจากอิทธิพลของอวกาศและดวงอาทิตย์

ข้อเท็จจริง

• ออกซิเจนช่วยให้การสลายตัวของสารอินทรีย์ของหินแข็งบนโลกซึ่งมีความสำคัญมากในการปล่อยการสลายตัวของหินและการออกซิเดชั่นของสิ่งมีชีวิต
• คาร์บอนไดออกไซด์มีส่วนช่วยในการสังเคราะห์แสงและยังก่อให้เกิดการส่งผ่านคลื่นสั้นของรังสีดวงอาทิตย์การดูดซับคลื่นความร้อน หากสิ่งนี้ไม่เกิดขึ้นก็จะสังเกตเห็นปรากฏการณ์เรือนกระจกที่เรียกว่า
• ปัญหาหลักอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับบรรยากาศคือมลพิษซึ่งเกิดขึ้นจากการดำเนินงานของโรงงานและการปล่อยมลพิษจากรถยนต์ ดังนั้นในหลายประเทศจึงมีการนำการควบคุมสิ่งแวดล้อมเป็นพิเศษมาใช้และในระดับสากลจึงมีการใช้กลไกพิเศษเพื่อควบคุมการปล่อยก๊าซและภาวะเรือนกระจก

ต้องบอกว่าโครงสร้างและองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของโลกไม่ใช่ค่าคงที่เสมอไปในครั้งเดียวหรืออย่างอื่นในการพัฒนาโลกของเรา วันนี้โครงสร้างแนวตั้งขององค์ประกอบนี้ซึ่งมี "ความหนา" รวม 1.5-2.0 พันกม. แสดงด้วยชั้นหลักหลายชั้น ได้แก่ :

1. โทรโพสเฟียร์.
2. Tropopause
3. สตราโตสเฟียร์.
4. Stratopause.
5. Mesosphere และ mesopause
6. เทอร์โมสเฟียร์.
7. เอ็กโซสเฟียร์.

องค์ประกอบพื้นฐานของบรรยากาศ

โทรโพสเฟียร์เป็นชั้นที่สังเกตเห็นการเคลื่อนไหวในแนวตั้งและแนวนอนที่รุนแรงโดยที่นี่มีสภาพอากาศปรากฏการณ์ตะกอนและสภาพภูมิอากาศ มันขยายออกไป 7-8 กิโลเมตรจากพื้นผิวโลกเกือบทุกที่ยกเว้นบริเวณขั้วโลก (สูงถึง 15 กม.) ในโทรโพสเฟียร์มีอุณหภูมิลดลงเรื่อย ๆ โดยประมาณ 6.4 ° C โดยมีระดับความสูงแต่ละกิโลเมตร ตัวเลขนี้อาจแตกต่างกันไปตามละติจูดและฤดูกาลที่แตกต่างกัน

องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของโลกในส่วนนี้แสดงโดยองค์ประกอบต่อไปนี้และเปอร์เซ็นต์:

ไนโตรเจน - ประมาณ 78 เปอร์เซ็นต์

ออกซิเจน - เกือบ 21 เปอร์เซ็นต์

อาร์กอน - ประมาณหนึ่งเปอร์เซ็นต์

คาร์บอนไดออกไซด์ - น้อยกว่า 0.05%

รถไฟขบวนเดียวไม่เกิน 90 กิโลเมตร

นอกจากนี้ที่นี่คุณสามารถพบฝุ่นละอองน้ำไอน้ำผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ผลึกน้ำแข็งเกลือทะเลอนุภาคละอองลอยจำนวนมาก ฯลฯ องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศโลกนี้มีความสูงถึงเก้าสิบกิโลเมตรดังนั้นอากาศจึง องค์ประกอบทางเคมีที่ใกล้เคียงกันโดยประมาณไม่เพียง แต่ในโทรโพสเฟียร์เท่านั้น แต่ยังอยู่ในชั้นที่อยู่ด้วย แต่ชั้นบรรยากาศมีคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน ชั้นที่มีองค์ประกอบทางเคมีทั่วไปเรียกว่าโฮโมสเฟียร์

มีองค์ประกอบอะไรอีกบ้างที่รวมอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลก เป็นเปอร์เซ็นต์ (โดยปริมาตรในอากาศแห้ง) ก๊าซเช่นคริปทอน (ประมาณ 1.14 x 10 -4) ซีนอน (8.7 x 10 -7) ไฮโดรเจน (5.0 x 10-5) มีเทน (ประมาณ 1.7 x 10 - 4 ) ไนตรัสออกไซด์ (5.0 x 10 -5) เป็นต้นคิดเป็นเปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักของส่วนประกอบที่ระบุไว้ส่วนใหญ่ของไนตรัสออกไซด์และไฮโดรเจนทั้งหมดตามด้วยฮีเลียมคริปทอนเป็นต้น

คุณสมบัติทางกายภาพของชั้นบรรยากาศต่างๆ

คุณสมบัติทางกายภาพของโทรโพสเฟียร์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการเกาะติดกับพื้นผิวดาวเคราะห์ จากที่นี่ความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่สะท้อนออกมาในรูปของรังสีอินฟราเรดจะถูกนำกลับขึ้นด้านบนรวมถึงกระบวนการของการนำความร้อนและการพาความร้อน นั่นคือสาเหตุที่อุณหภูมิลดลงตามระยะห่างจากพื้นผิวโลก ปรากฏการณ์นี้สังเกตได้ถึงความสูงของสตราโตสเฟียร์ (11-17 กิโลเมตร) จากนั้นอุณหภูมิจะไม่เปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติถึง 34-35 กม. จากนั้นอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอีกครั้งที่ความสูง 50 กิโลเมตร (ขอบเขตบนของสตราโตสเฟียร์) . ระหว่างสตราโตสเฟียร์และโทรโพสเฟียร์มีชั้นกลางบาง ๆ ของโทรโปพอส (สูงถึง 1-2 กม.) ซึ่งสังเกตเห็นอุณหภูมิคงที่เหนือเส้นศูนย์สูตร - ประมาณลบ 70 ° C และต่ำกว่า เหนือเสา Tropopause "อุ่นขึ้น" ในฤดูร้อนถึงลบ 45 °Сในฤดูหนาวอุณหภูมิที่นี่ผันผวนประมาณ -65 °С

องค์ประกอบของก๊าซในชั้นบรรยากาศของโลกรวมถึงองค์ประกอบที่สำคัญเช่นโอโซน มีขนาดค่อนข้างเล็กใกล้พื้นผิว (สิบถึงลบด้วยกำลังที่หกของเปอร์เซ็นต์) เนื่องจากก๊าซถูกก่อตัวขึ้นภายใต้อิทธิพลของแสงแดดจากออกซิเจนอะตอมในบรรยากาศชั้นบน โดยเฉพาะอย่างยิ่งโอโซนส่วนใหญ่อยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 25 กม. และ "โอโซนหน้าจอ" ทั้งหมดตั้งอยู่ในพื้นที่ 7-8 กม. ในบริเวณขั้วโลกจาก 18 กม. ที่เส้นศูนย์สูตรและสูงถึงห้าสิบกิโลเมตร เหนือพื้นผิวดาวเคราะห์

ชั้นบรรยากาศป้องกันรังสีดวงอาทิตย์

องค์ประกอบของอากาศในชั้นบรรยากาศของโลกมีบทบาทสำคัญมากในการรักษาชีวิตเนื่องจากองค์ประกอบและองค์ประกอบทางเคมีบางอย่าง จำกัด การเข้าถึงรังสีดวงอาทิตย์มายังพื้นผิวโลกและผู้คนสัตว์และพืชที่อาศัยอยู่บนพื้นโลกได้สำเร็จ ตัวอย่างเช่นโมเลกุลของไอน้ำดูดซับช่วงอินฟราเรดเกือบทั้งหมดได้อย่างมีประสิทธิภาพยกเว้นความยาวในช่วง 8 ถึง 13 ไมครอน โอโซนดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตได้ถึงความยาวคลื่น 3100 A. โดยไม่มีชั้นบาง ๆ (จะมีค่าเฉลี่ยเพียง 3 มม. หากอยู่บนพื้นผิวโลก) เฉพาะน้ำที่ความลึกมากกว่า 10 เมตรและถ้ำใต้ดิน ที่ที่รังสีแสงอาทิตย์เข้าไม่ถึงสามารถอาศัยอยู่ได้ ...

ศูนย์เซลเซียสในช่วงหมดประจำเดือน

ระหว่างชั้นบรรยากาศอีกสองชั้นคือสตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์มีชั้นที่โดดเด่น - สตราโตสเฟียร์ มันสอดคล้องกับความสูงของโอโซน maxima โดยประมาณและมีอุณหภูมิที่ค่อนข้างสบายสำหรับมนุษย์ - ประมาณ 0 ° C เหนือสตราโตสเฟียร์ในมีโซสเฟียร์ (เริ่มต้นที่ไหนสักแห่งที่ระดับความสูง 50 กม. และสิ้นสุดที่ระดับความสูง 80-90 กม.) มีอุณหภูมิลดลงอีกครั้งโดยมีระยะห่างจากพื้นผิวโลกเพิ่มขึ้น (สูงสุดถึงลบ 70-80 ° C). ในมีโซสเฟียร์อุกกาบาตมักจะไหม้หมด

ในเทอร์โมสเฟียร์ - บวก 2,000 K!

องค์ประกอบทางเคมีของชั้นบรรยากาศของโลกในเทอร์โมสเฟียร์ (เริ่มต้นหลังจากช่วงหมดประจำเดือนจากความสูงประมาณ 85-90 ถึง 800 กม.) เป็นตัวกำหนดความเป็นไปได้ของปรากฏการณ์เช่นการค่อยๆร้อนขึ้นของชั้น "อากาศ" ที่หายากมากภายใต้อิทธิพลของแสงอาทิตย์ รังสี ในส่วนนี้ของ "ม่านอากาศ" ของดาวเคราะห์อุณหภูมิ 200-2000 K เกิดขึ้นซึ่งได้รับจากการเชื่อมต่อกับการแตกตัวเป็นไอออนของออกซิเจน (ออกซิเจนในอะตอมอยู่เหนือ 300 กม.) รวมทั้งการรวมตัวของอะตอมออกซิเจนเข้าไป โมเลกุลพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนมาก เทอร์โมสเฟียร์เป็นต้นกำเนิดของออโรราส

เหนือเทอร์โมสเฟียร์คือเอ็กโซสเฟียร์ซึ่งเป็นชั้นนอกของบรรยากาศซึ่งอะตอมไฮโดรเจนที่เบาและเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วสามารถหลบหนีไปในอวกาศ องค์ประกอบทางเคมีของชั้นบรรยากาศของโลกแสดงที่นี่มากขึ้นโดยอะตอมของออกซิเจนแต่ละตัวในชั้นล่างอะตอมของฮีเลียมอยู่ตรงกลางและโดยอะตอมของไฮโดรเจนเกือบทั้งหมดในชั้นบน อุณหภูมิสูงเหนือกว่าที่นี่ - ประมาณ 3000 K และไม่มีความดันบรรยากาศ

ชั้นบรรยากาศของโลกก่อตัวขึ้นได้อย่างไร?

แต่ดังที่กล่าวมาแล้วดาวเคราะห์ไม่ได้มีองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศเสมอไป โดยรวมแล้วมีสามแนวคิดเกี่ยวกับที่มาขององค์ประกอบนี้ สมมติฐานแรกแสดงให้เห็นว่าชั้นบรรยากาศถูกนำมาจากเมฆที่เป็นดาวเคราะห์นอกระบบในระหว่างการสะสมตัว อย่างไรก็ตามในปัจจุบันทฤษฎีนี้อยู่ภายใต้การวิพากษ์วิจารณ์อย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากบรรยากาศหลักดังกล่าวน่าจะถูกทำลายโดย "ลม" สุริยะจากดวงอาทิตย์ในระบบดาวเคราะห์ของเรา นอกจากนี้สันนิษฐานว่าองค์ประกอบที่ระเหยง่ายไม่สามารถอยู่ในเขตการก่อตัวของดาวเคราะห์บกได้เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงเกินไป

องค์ประกอบของบรรยากาศหลักของโลกตามสมมติฐานที่สองแสดงให้เห็นว่าอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากดาวเคราะห์น้อยและดาวหางถล่มพื้นผิวซึ่งมาจากบริเวณใกล้เคียงระบบสุริยะในช่วงแรกของการพัฒนา การยืนยันหรือหักล้างแนวคิดนี้เป็นเรื่องยากพอสมควร

ทดลองที่ IDG RAS

สมมติฐานที่สามดูเหมือนจะเป็นไปได้มากที่สุดซึ่งเชื่อว่าชั้นบรรยากาศปรากฏขึ้นจากการปล่อยก๊าซจากเปลือกโลกเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน แนวคิดนี้ได้รับการตรวจสอบที่ IDG RAS ในระหว่างการทดลองที่เรียกว่า Tsarev 2 เมื่อตัวอย่างวัสดุอุกกาบาตถูกทำให้ร้อนในสุญญากาศ จากนั้นจึงบันทึกการปล่อยก๊าซเช่น H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 เป็นต้นดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงสันนิษฐานได้อย่างถูกต้องว่าองค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศหลักของโลก ได้แก่ น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ (HF) ไอก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H 2 S) สารประกอบไนโตรเจนไฮโดรเจนมีเทน (CH 4) ไอระเหยของแอมโมเนีย (NH 3) อาร์กอนเป็นต้นไอน้ำจากบรรยากาศปฐมภูมิมีส่วนร่วมใน การก่อตัวของไฮโดรสเฟียร์คาร์บอนไดออกไซด์ปรากฏขึ้นในระดับที่มากขึ้นในสถานะที่ถูกผูกไว้ในอินทรียวัตถุและหินไนโตรเจนผ่านเข้าสู่องค์ประกอบของอากาศสมัยใหม่และอีกครั้งในหินตะกอนและสารอินทรีย์

องค์ประกอบของบรรยากาศหลักของโลกไม่อนุญาตให้คนสมัยใหม่อยู่ในนั้นโดยไม่มีเครื่องช่วยหายใจเนื่องจากไม่มีออกซิเจนในปริมาณที่ต้องการในเวลานั้น องค์ประกอบนี้ปรากฏในปริมาณที่สำคัญเมื่อหนึ่งและครึ่งพันล้านปีก่อนเชื่อกันว่าเกี่ยวข้องกับการพัฒนากระบวนการสังเคราะห์แสงในสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินและสาหร่ายอื่น ๆ ซึ่งเป็นประชากรที่เก่าแก่ที่สุดในโลกของเรา

ออกซิเจนต่ำสุด

ความจริงที่ว่าองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของโลกในตอนแรกนั้นแทบจะปราศจากออกซิเจนนั้นบ่งบอกได้จากข้อเท็จจริงที่ว่ากราไฟท์ (คาร์บอน) ที่ถูกออกซิไดซ์ได้ง่าย แต่ไม่ได้ถูกออกซิไดซ์ในหิน (Katarchean) ที่เก่าแก่ที่สุด ต่อจากนั้นแร่เหล็กที่มีแถบสีก็ปรากฏขึ้นซึ่งรวมถึงชั้นของเหล็กออกไซด์ที่ได้รับการเสริมสมรรถนะซึ่งหมายถึงการปรากฏตัวบนโลกของแหล่งออกซิเจนที่ทรงพลังในรูปแบบโมเลกุล แต่องค์ประกอบเหล่านี้เกิดขึ้นเป็นระยะ ๆ เท่านั้น (อาจเป็นสาหร่ายชนิดเดียวกันหรือผู้ผลิตออกซิเจนรายอื่นปรากฏในหมู่เกาะเล็ก ๆ ในทะเลทรายที่ไม่เป็นพิษ) ในขณะที่ส่วนที่เหลือของโลกเป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจน อย่างหลังนี้ได้รับการสนับสนุนจากข้อเท็จจริงที่ว่าพบไพไรต์ที่สามารถออกซิไดซ์ได้ง่ายในรูปแบบของก้อนกรวดที่ผ่านกระบวนการไหลโดยไม่มีร่องรอยของปฏิกิริยาทางเคมี เนื่องจากน้ำที่ไหลไม่สามารถเติมอากาศได้ต่ำจึงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าบรรยากาศก่อนแคมเบรียนมีออกซิเจนน้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ขององค์ประกอบของวันนี้

การปฏิวัติการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของอากาศ

ประมาณกลางโปรเตโรโซอิก (1.8 พันล้านปีก่อน) เกิด "การปฏิวัติออกซิเจน" ขึ้นเมื่อโลกเปลี่ยนเป็นการหายใจแบบแอโรบิคในระหว่างที่สามารถหาโมเลกุลสารอาหาร (กลูโคส) หนึ่งโมเลกุลได้จาก 38 และไม่ใช่สองโมเลกุล (เช่นเดียวกับ การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน) หน่วยของพลังงาน องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของโลกในแง่ของออกซิเจนเริ่มเกินหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของปัจจุบันชั้นโอโซนเริ่มปรากฏขึ้นซึ่งช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตจากรังสี จากการที่เธอสัตว์โบราณเช่นไตรโลไบต์ "ซ่อน" ไว้ใต้เปลือกหอยหนา ๆ ตั้งแต่นั้นมาจนถึงเวลาของเราเนื้อหาขององค์ประกอบ "ระบบทางเดินหายใจ" หลักค่อยๆเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆทำให้เกิดการพัฒนารูปแบบชีวิตที่หลากหลายบนโลกใบนี้

เปลือกแก๊สของโลกเราเรียกว่าบรรยากาศหมุนด้วยกันกับโลก กระบวนการที่เกิดขึ้นจะกำหนดสภาพอากาศบนโลกของเรานอกจากนี้ยังเป็นชั้นบรรยากาศที่ปกป้องโลกของสัตว์และพืชจากอันตรายของรังสีอัลตราไวโอเลตทำให้อุณหภูมิที่เหมาะสมและอื่น ๆ มันไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะกำหนดและนี่คือเหตุผล

บรรยากาศแผ่นดินกม

บรรยากาศเป็นช่องว่างก๊าซ ขอบเขตด้านบนของมันไม่ได้แสดงออกมาอย่างชัดเจนเนื่องจากยิ่งก๊าซมีปริมาณสูงเท่าใดก๊าซก็จะยิ่งหายากมากขึ้นเท่านั้นและค่อยๆผ่านเข้าสู่อวกาศ ถ้าเราพูดถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของบรรยากาศโลกโดยประมาณนักวิทยาศาสตร์เรียกตัวเลขนี้ว่าประมาณ 2-3 พันกิโลเมตร

บรรยากาศของโลก สี่ชั้นซึ่งรวมเข้าด้วยกันอย่างราบรื่น มัน:

• โทรโพสเฟียร์;
• สตราโตสเฟียร์;
• มีโซสเฟียร์;
• ไอโอโนสเฟียร์ (เทอร์โมสเฟียร์)

อย่างไรก็ตามข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ: ดาวเคราะห์โลกที่ไม่มีชั้นบรรยากาศจะเงียบเหมือนดวงจันทร์เนื่องจากเสียงคือการสั่นสะเทือนของอนุภาคในอากาศ และความจริงที่ว่าท้องฟ้าเป็นแสงสีฟ้าอธิบายได้จากลักษณะเฉพาะของการสลายตัวของรังสีดวงอาทิตย์ที่ผ่านชั้นบรรยากาศ

คุณสมบัติของชั้นบรรยากาศแต่ละชั้น

ความหนาของชั้นโทรโพสเฟียร์มีตั้งแต่แปดถึงสิบกิโลเมตร (ในละติจูดพอสมควร - สูงถึง 12 และสูงกว่าเส้นศูนย์สูตร - สูงสุด 18 กิโลเมตร) อากาศในชั้นนี้ได้รับความร้อนจากพื้นดินและในน้ำดังนั้นยิ่งมากขึ้น รัศมีของบรรยากาศโลกอุณหภูมิก็จะยิ่งลดลง ที่นี่ 80 เปอร์เซ็นต์ของมวลทั้งหมดของบรรยากาศมีความเข้มข้นและมีไอน้ำกระจุกตัวมีพายุฝนฟ้าคะนองพายุเมฆการตกตะกอนอากาศเคลื่อนตัวในแนวตั้งและแนวนอน

สตราโตสเฟียร์ตั้งอยู่ห่างจากโทรโพสเฟียร์ที่ระดับความสูงแปดถึง 50 กิโลเมตร อากาศที่นี่จะบางลงดังนั้นแสงของดวงอาทิตย์จึงไม่กระจัดกระจายและสีของท้องฟ้าจะเปลี่ยนเป็นสีม่วง ชั้นนี้จะดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตเนื่องจากโอโซน

มีโซสเฟียร์ตั้งอยู่สูงขึ้นไปอีก - ที่ระดับความสูง 50-80 กิโลเมตร ที่นี่ท้องฟ้าดูเหมือนเป็นสีดำอยู่แล้วและอุณหภูมิของชั้นนั้นสูงถึงลบเก้าสิบองศา ถัดมาคือเทอร์โมสเฟียร์อุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและหยุดที่ระดับความสูง 600 กม. ที่ประมาณ 240 องศา

ชั้นไอโอโนสเฟียร์ที่หายากที่สุดคือชั้นไอโอโนสเฟียร์ซึ่งมีลักษณะเป็นกระแสไฟฟ้าสูงและยังสะท้อนคลื่นวิทยุที่มีความยาวต่างกันเช่นกระจก นี่คือจุดที่แสงเหนือก่อตัว

อัปเดต: 31 มีนาคม 2559 โดยผู้เขียน: Anna Volosovets

ชั้นบรรยากาศเป็นซองอากาศของโลก ทอดยาวได้ถึง 3000 กม. จากพื้นผิวโลก ร่องรอยของมันสามารถตรวจสอบได้ถึงระดับความสูง 10,000 กม. แอฟริกามีความหนาแน่น 50.5 ไม่สม่ำเสมอมวลของมันมีความเข้มข้นถึง 5 กม. 75% ถึง 10 กม. 90% ถึง 16 กม.

บรรยากาศประกอบด้วยอากาศ - ส่วนผสมเชิงกลของก๊าซหลายชนิด

ไนโตรเจน(78%) ในบรรยากาศมีบทบาทเป็นตัวเจือจางออกซิเจนควบคุมอัตราการเกิดออกซิเดชั่นและด้วยเหตุนี้อัตราและความเข้มข้นของกระบวนการทางชีววิทยา ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบหลักของชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งมีการแลกเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องกับสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลและสารประกอบไนโตรเจน (กรดอะมิโนพิวรีน ฯลฯ ) เป็นส่วนประกอบขององค์ประกอบหลัง การสกัดไนโตรเจนจากบรรยากาศเกิดขึ้นโดยเส้นทางอนินทรีย์และชีวเคมีแม้ว่าจะมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด การสกัดอนินทรีย์เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสารประกอบ N 2 O, N 2 O 5, NO 2, NH 3 พบได้ในการตกตะกอนในชั้นบรรยากาศและก่อตัวขึ้นในชั้นบรรยากาศภายใต้อิทธิพลของการปล่อยประจุไฟฟ้าในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองหรือปฏิกิริยาทางแสงภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์

การจับไนโตรเจนทางชีวภาพเกิดขึ้นโดยแบคทีเรียบางชนิดใน symbiosis กับพืชที่สูงขึ้นในดิน ไนโตรเจนยังได้รับการแก้ไขโดยจุลินทรีย์และสาหร่ายแพลงก์ตอนในสภาพแวดล้อมทางทะเล ในเชิงปริมาณการตรึงไนโตรเจนทางชีวภาพเกินกว่าการตรึงอนินทรีย์ การแลกเปลี่ยนไนโตรเจนทั้งหมดในบรรยากาศใช้เวลาประมาณ 10 ล้านปี ไนโตรเจนพบได้ในก๊าซที่เกิดจากภูเขาไฟและในหินอัคนี เมื่อตัวอย่างต่างๆของหินผลึกและอุกกาบาตได้รับความร้อนไนโตรเจนจะถูกปล่อยออกมาในรูปของโมเลกุล N 2 และ NH 3 อย่างไรก็ตามรูปแบบหลักของการปรากฏตัวของไนโตรเจนทั้งบนโลกและบนดาวเคราะห์โลกเป็นโมเลกุล แอมโมเนียที่เข้าสู่บรรยากาศชั้นบนจะถูกออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วและปล่อยไนโตรเจน ในหินตะกอนจะฝังรวมกับอินทรียวัตถุและพบในปริมาณที่เพิ่มขึ้นในเงินฝากของบิทูมินัส ในกระบวนการแปรสภาพของหินเหล่านี้ในระดับภูมิภาคไนโตรเจนในรูปแบบต่างๆจะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศของโลก

วัฏจักรไนโตรเจนทางธรณีเคมี (

ออกซิเจน(21%) ถูกใช้โดยสิ่งมีชีวิตเพื่อการหายใจเป็นส่วนหนึ่งของสารอินทรีย์ (โปรตีนไขมันคาร์โบไฮเดรต) โอโซน O 3. ชะลอการแผ่รังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นอันตรายถึงชีวิต

ออกซิเจนเป็นก๊าซที่แพร่หลายเป็นอันดับสองในชั้นบรรยากาศมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการต่างๆในชีวมณฑล รูปแบบที่โดดเด่นของการดำรงอยู่คือ O 2 ในชั้นบนของบรรยากาศภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตโมเลกุลของออกซิเจนจะแยกตัวออกและที่ระดับความสูงประมาณ 200 กม. อัตราส่วนของออกซิเจนอะตอมต่อออกซิเจนโมเลกุล (O: O 2) จะเท่ากับ 10 เมื่อรูปแบบเหล่านี้ ของออกซิเจนทำปฏิกิริยาในบรรยากาศ (ที่ระดับความสูง 20-30 กม.) สายพานโอโซน (หน้าจอโอโซน) โอโซน (O 3) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตโดยกักเก็บรังสีอัลตราไวโอเลตส่วนใหญ่ของดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นอันตรายต่อพวกมัน

ในช่วงแรกของการพัฒนาโลกออกซิเจนอิสระปรากฏในปริมาณที่น้อยมากอันเป็นผลมาจากการแยกตัวของคาร์บอนไดออกไซด์และโมเลกุลของน้ำในบรรยากาศชั้นบน อย่างไรก็ตามปริมาณเล็กน้อยเหล่านี้ถูกใช้อย่างรวดเร็วในการออกซิเดชั่นของก๊าซอื่น ๆ ด้วยการถือกำเนิดของสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์ด้วยแสงอัตโนมัติในมหาสมุทรสถานการณ์ได้เปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ ปริมาณออกซิเจนอิสระในบรรยากาศเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดการออกซิไดซ์หลาย ๆ ส่วนของชีวมณฑล ดังนั้นส่วนแรกของออกซิเจนอิสระจึงได้รับการส่งเสริมก่อนอื่นคือการเปลี่ยนรูปเหล็กในรูปเหล็กเป็นออกไซด์และซัลไฟด์เป็นซัลเฟต

ในท้ายที่สุดปริมาณออกซิเจนอิสระในชั้นบรรยากาศของโลกก็ถึงมวลจำนวนหนึ่งและสมดุลในลักษณะที่ปริมาณที่ผลิตได้จะเท่ากับปริมาณที่ดูดซึม ในบรรยากาศความคงตัวสัมพัทธ์ของปริมาณออกซิเจนอิสระถูกสร้างขึ้น

วัฏจักรออกซิเจนทางธรณีเคมี (V.A. Vronsky, G.V. Voitkevich)

คาร์บอนไดออกไซด์ไปสู่การก่อตัวของสิ่งมีชีวิตและเมื่อรวมกับไอน้ำก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "ปรากฏการณ์เรือนกระจก (เรือนกระจก)"

คาร์บอน (คาร์บอนไดออกไซด์) - ส่วนใหญ่ในบรรยากาศอยู่ในรูปของ CO 2 และน้อยกว่ามากในรูปของ CH 4 คุณค่าของประวัติทางธรณีเคมีของคาร์บอนในชีวมณฑลนั้นสูงมากเนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ภายในขอบเขตของสิ่งมีชีวิตรูปแบบของคาร์บอนที่ลดลงนั้นมีลักษณะเด่นและมีรูปแบบออกซิไดซ์ในสภาพแวดล้อมชีวมณฑล ดังนั้นจึงมีการสร้างการแลกเปลี่ยนทางเคมีของวงจรชีวิต: С 2 ↔สิ่งมีชีวิต

แหล่งที่มาของคาร์บอนไดออกไซด์ปฐมภูมิในชีวมณฑลคือกิจกรรมของภูเขาไฟที่เกี่ยวข้องกับการย่อยสลายทางโลกของเปลือกโลกและขอบล่างของเปลือกโลก ส่วนหนึ่งของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์นี้เกิดจากการสลายตัวด้วยความร้อนของหินปูนโบราณในโซนต่างๆของการแปรสภาพ การโยกย้าย CO 2 ในชีวมณฑลเกิดขึ้นได้สองวิธี

วิธีแรกแสดงในการดูดซับ CO 2 ในระหว่างการสังเคราะห์แสงด้วยการก่อตัวของสารอินทรีย์และการฝังศพในภายหลังในสภาวะการลดที่ดีในธรณีภาคในรูปของพีทถ่านหินน้ำมันหินน้ำมัน ตามวิธีที่สองการอพยพของคาร์บอนนำไปสู่การสร้างระบบคาร์บอเนตในไฮโดรสเฟียร์โดยที่ CO 2 ผ่านเข้าสู่ H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2 จากนั้นด้วยการมีส่วนร่วมของแคลเซียม (มักจะเป็นแมกนีเซียมและเหล็กน้อยกว่า) การตกตะกอนของคาร์บอเนตจะเกิดขึ้นในรูปแบบทางชีวภาพและอะบิโอเจนิก ชั้นหินปูนหนาและโดโลไมต์ปรากฏขึ้น อ้างอิงจาก A.B. Ronov อัตราส่วนของคาร์บอนอินทรีย์ (Corg) ต่อคาร์บอนคาร์บอเนต (Ccarb) ในประวัติศาสตร์ชีวมณฑลเท่ากับ 1: 4

นอกจากวัฏจักรคาร์บอนทั่วโลกแล้วยังมีวัฏจักรย่อย ๆ อีกมากมาย ดังนั้นบนบกพืชสีเขียวจะดูดซับ CO 2 สำหรับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในเวลากลางวันและในเวลากลางคืนพวกมันจะปล่อยสู่บรรยากาศ ด้วยการตายของสิ่งมีชีวิตบนพื้นผิวโลกการเกิดออกซิเดชันของสารอินทรีย์ (โดยการมีส่วนร่วมของจุลินทรีย์) เกิดขึ้นพร้อมกับการปลดปล่อย CO 2 สู่ชั้นบรรยากาศ ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาสถานที่พิเศษในวัฏจักรคาร์บอนถูกครอบครองโดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลจำนวนมากและการเพิ่มขึ้นของเนื้อหาในบรรยากาศสมัยใหม่

วัฏจักรคาร์บอนในซองทางภูมิศาสตร์ (หลัง F. Ramad, 1981)

อาร์กอน- ก๊าซในชั้นบรรยากาศที่พบมากเป็นอันดับสามซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมากจากก๊าซเฉื่อยอื่น ๆ ที่แทบจะไม่กระจายตัว อย่างไรก็ตามอาร์กอนในประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาแบ่งปันชะตากรรมของก๊าซเหล่านี้ซึ่งมีลักษณะสองประการ:

1. กลับไม่ได้ของการสะสมในชั้นบรรยากาศ
2. ความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของไอโซโทปที่ไม่เสถียร

ก๊าซเฉื่อยอยู่นอกวัฏจักรขององค์ประกอบที่เป็นวัฏจักรส่วนใหญ่ในชีวมณฑลของโลก

ก๊าซเฉื่อยทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นชนิดปฐมภูมิและจากรังสี คนหลักคือสิ่งที่ถูกจับโดยโลกในระหว่างการก่อตัว หายากมาก ส่วนหลักของอาร์กอนแสดงโดยไอโซโทป 36 Ar และ 38 Ar เป็นหลักในขณะที่อาร์กอนในชั้นบรรยากาศประกอบด้วยไอโซโทป 40 Ar (99.6%) ซึ่งเป็นสารก่อรังสีอย่างไม่ต้องสงสัย ในหินที่มีโพแทสเซียมการสะสมของอาร์กอนจากรังสีเกิดขึ้นและเกิดจากการสลายตัวของโพแทสเซียม -40 โดยการจับอิเล็กตรอน: 40 K + e → 40 Ar

ดังนั้นปริมาณอาร์กอนในหินจะพิจารณาจากอายุและปริมาณโพแทสเซียม ในระดับนี้ความเข้มข้นของฮีเลียมในหินเป็นหน้าที่ของอายุและเนื้อหาของทอเรียมและยูเรเนียม อาร์กอนและฮีเลียมจะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศจากภายในของโลกในระหว่างการระเบิดของภูเขาไฟตามรอยแตกของเปลือกโลกในรูปของก๊าซไอพ่นและในระหว่างการผุกร่อนของหิน จากการคำนวณของ P. Daimon และ J. Culp ฮีเลียมและอาร์กอนในยุคใหม่สะสมอยู่ในเปลือกโลกและเข้าสู่ชั้นบรรยากาศในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย อัตราการไหลเข้าของก๊าซกัมมันตภาพรังสีเหล่านี้ต่ำมากจนไม่สามารถให้เนื้อหาที่สังเกตได้ในบรรยากาศสมัยใหม่ในช่วงประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลก ดังนั้นจึงยังคงสันนิษฐานได้ว่าอาร์กอนของบรรยากาศส่วนใหญ่มาจากบาดาลของโลกในช่วงแรกสุดของการพัฒนาและมีการเพิ่มน้อยลงมากในภายหลังในกระบวนการภูเขาไฟและในระหว่างการผุกร่อนของหินที่มีโพแทสเซียม

ดังนั้นฮีเลียมและอาร์กอนจึงมีกระบวนการอพยพที่แตกต่างกันในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา ฮีเลียมในชั้นบรรยากาศมีขนาดเล็กมาก (ประมาณ 5 * 10 -4%) และ "การหายใจของฮีเลียม" ของโลกนั้นง่ายกว่าเนื่องจากก๊าซที่มีน้ำหนักเบาที่สุดจึงหลุดออกไปในอวกาศ และ "อาร์กอนหายใจ" ก็หนักและอาร์กอนยังคงอยู่ในขอบเขตของโลกของเรา ก๊าซเฉื่อยหลักส่วนใหญ่เช่นนีออนและซีนอนมีความเกี่ยวข้องกับนีออนหลักที่โลกจับได้ในระหว่างการก่อตัวเช่นเดียวกับการปลดปล่อยออกมาในระหว่างการย่อยสลายของแมนเทิลสู่ชั้นบรรยากาศ ข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับธรณีเคมีของก๊าซมีตระกูลบ่งชี้ว่าชั้นบรรยากาศหลักของโลกเกิดขึ้นในช่วงแรกสุดของการพัฒนา

บรรยากาศประกอบด้วยและ ไอน้ำ และ น้ำในสถานะของเหลวและของแข็ง น้ำในบรรยากาศเป็นตัวสะสมความร้อนที่สำคัญ

ชั้นล่างของชั้นบรรยากาศมีแร่ธาตุและฝุ่นละอองและละอองลอยจากอุตสาหกรรมจำนวนมากผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เกลือสปอร์และละอองเรณูของพืชเป็นต้น

สูงถึงระดับความสูง 100-120 กม. เนื่องจากการผสมของอากาศอย่างสมบูรณ์องค์ประกอบของบรรยากาศจึงเป็นเนื้อเดียวกัน อัตราส่วนระหว่างไนโตรเจนและออกซิเจนจะคงที่ เหนือกว่าก๊าซเฉื่อยไฮโดรเจน ฯลฯ ไอน้ำพบได้ในชั้นล่างของบรรยากาศ เมื่ออยู่ห่างจากพื้นดินเนื้อหาจะลดลง ข้างต้นอัตราส่วนของก๊าซเปลี่ยนแปลงตัวอย่างเช่นที่ระดับความสูง 200-800 กม. ออกซิเจนมีมากกว่าไนโตรเจน 10-100 เท่า