В атмосфере Земли преобладает азот (N₂). Его доля составляет около 78% по объему. Остальные газы, такие как кислород (O₂), аргон (Ar) и углекислый газ (CO₂), присутствуют в гораздо меньших количествах.
Вот более подробное описание состава атмосферы:
1. Азот (N₂) — 78%
Азот — это инертный газ, который составляет 78% атмосферы по объему. Он не взаимодействует с другими веществами в атмосфере при обычных условиях, что делает его очень стабильным. Азот не оказывает значительного воздействия на живые организмы, так как они не могут напрямую использовать его в дыхании.
Однако азот важен в биосфере, так как входит в состав белков и других органических молекул, но для этого живые организмы должны сначала «фиксировать» его, то есть преобразовывать в более доступные формы, такие как аммиак (NH₃) или нитраты (NO₃⁻), через биологические процессы или с помощью бактерий.
2. Кислород (O₂) — 21%
Кислород составляет около 21% атмосферы. Этот газ крайне важен для большинства живых существ, так как участвует в процессе дыхания. Кислород необходим для окисления пищи в клетках, что обеспечивает организмам энергию.
Он также важен для процессов горения и окисления, например, в атмосфере происходит поддержание пожаров и различных химических реакций.
3. Аргон (Ar) — 0,93%
Аргон — это инертный газ, который составляет около 0,93% атмосферы. Он не участвует в химических реакциях в организме и в природе. Аргон, как и азот, является частью инертной группы газов.
Аргон часто используется в промышленности (например, для создания инертной атмосферы при сварке и в лампах накаливания), но его роль в биосфере незначительна.
4. Углекислый газ (CO₂) — 0,04%
Углекислый газ составляет примерно 0,04% от общей массы атмосферы, но его концентрация имеет важное значение. Он играет ключевую роль в парниковом эффекте: CO₂ поглощает и излучает теплоту, что помогает удерживать тепло на планете, поддерживая её среднюю температуру в пределах, удобных для жизни.
Этот газ является основным компонентом в процессе фотосинтеза: растения поглощают CO₂ и с помощью солнечного света синтезируют углеводы, которые являются основой питания для большинства живых существ.
5. Другие газы
В атмосфере присутствуют также небольшие количества других газов, таких как:
Неон (Ne) — около 0,0018%
Гелий (He) — около 0,0005%
Метан (CH₄) — около 0,0002%
Ксенон (Xe) — около 0,00009%
Криптон (Kr) — около 0,0001%
Хотя их концентрации крайне малы, эти газы играют важную роль в некоторых природных процессах и химических реакциях. Например, метан является мощным парниковым газом, хотя его концентрация мала.
6. Водяной пар (H₂O) — переменная концентрация
Концентрация водяного пара в атмосфере варьируется в зависимости от климатических условий, температуры и влажности воздуха. В среднем водяной пар составляет около 1-4% атмосферы, но в некоторых районах (например, в экваториальных зонах) его доля может быть значительно выше.
Водяной пар играет важную роль в облакообразовании, в процессе выпадения осадков и также усиливает парниковый эффект, так как поглощает и излучает инфракрасное излучение.
7. Парниковые газы и их влияние
Помимо CO₂, другие парниковые газы (метан, озон, водяной пар) также играют роль в поддержании тепла на планете, но их концентрации значительно ниже. Однако из-за человеческой деятельности, например, сжигания ископаемых видов топлива, их содержание в атмосфере растет, что приводит к глобальному потеплению и изменениям климата.
Структура атмосферы
Атмосфера Земли разделена на несколько слоев, каждый из которых имеет свои особенности:
Тропосфера — это нижний слой атмосферы, в котором происходит вся погода и циркуляция воздуха. Этот слой простирается до высоты около 8–15 км.
Стратосфера — слой, где находится озоновый слой, который защищает Землю от ультрафиолетового излучения.
Мезосфера и термосфера — более высокие слои атмосферы, где температура может значительно повышаться, а молекулы газа и атомы разрежены.
Заключение
Основной газ, который преобладает в атмосфере Земли — это азот, составляющий около 78% объема. Он является инертным и не участвует в биохимических процессах. На втором месте по распространенности — кислород (21%), необходимый для дыхания живых существ. Остальные компоненты атмосферы, такие как аргон, углекислый газ и водяной пар, играют важную роль в поддержании жизни и климатических условиях, хотя их содержание в атмосфере гораздо меньше.
