Поняття атмосфери, її сучасний склад
Атмосфера – газова оболонка, що оточує Землю і обертаєтьсяразом з нею. Маса атмосфери нашої планети незначна – всього лише одна мільйонна маси Землі. Однак її роль у природних процесах біосфери величезна. Наявність навколо земної кулі атмосфери визначає загальний тепловий режим поверхні нашої планети, захищає її від шкідливих космічного і ультрафіолетового випромінювань. Циркуляція атмосфери впливає на місцеві кліматичні умови, а через них на режим річок, грунтово-рослинний покрив і на процес рельєфоутворення.
Сучасний газовий склад атмосфери – результат тривалого історичного розвитку земної кулі. Він являє собою в основному газову суміш двох компонентів – азоту (78,09%) і кисню (20,95%).
У нормальних умовах в ньому присутні аргон (0,93%), вуглекислий газ (0,03%), незначна кількість інертних газів (неон, гелій, криптон, ксенон), аміак, метан, озон, діоксид сірки та інші гази. Поряд з газами в атмосфері містяться тверді частинки, що поступають з поверхні Землі (наприклад, продукти горіння, вулканічної діяльності частки грунту) і з космосу (космічна пил), а також різні продукти рослинного, тваринного і мікробного походження.
Найбільше значення для життя екосистем мають три газу, що входять до складу атмосфери: кисень, вуглекислий газ і азот. Ці гази беруть участь в основних біохімічних циклах.
Кисень відіграє найважливішу роль в житті більшості живих організмів на нашій планеті. Він необхідний для дихання. Кисень не завжди входив до складу земної атмосфери. Він з’явився в результаті життєдіяльності фотосинтезуючих організмів. Під дією ультрафіолетових променів він перетворювався на озон. У міру накопичення озону відбулося утворення озонового шару у верхніх шарах атмосфери. Озоновий шар, як екран, надійно захищає поверхню Землі від ультрафіолетової радіації, згубної для живих організмів.
Сучасна атмосфера містить чи не двадцяту частину кисню, наявного на нашій планеті.
Головні запаси кисню зосереджені в карбонатах, органічних речовинах і окислах заліза, частина кисню розчинена у воді.
В атмосфері, мабуть, склалося приблизне рівновагу між виробництвом кисню в процесі фотосинтезу і його споживанням живими організмами. Останнім часом з’явилася небезпека, що в результаті людської діяльності запаси кисню в атмосфері можуть зменшитися. Особливу загрозу представляє руйнування озонового шару, яке спостерігається в останні роки. Більшість вчених пов’язує це з діяльністю людини.
Кругообіг кисню в біосфері надзвичайно складний, оскільки з ним вступають в реакцію велике число органічних і неорганічних речовин, а також водень, з’єднуючись з яким, кисень утворює воду.
Вуглекислий газ (діоксид вуглецю) використовується в процесі фотосинтезу для утворення органічних речовин.
Саме завдяки цьому процесу замикається круговорот вуглецю в біосфері. Як і кисень, вуглець входить до складу грунтів, рослин, тварин, бере участь у різноманітних механізмах кругообігу речовин у природі. Вміст вуглекислого газу в повітрі, яке ми вдихаємо, приблизно однаково в різних районах планети. Виняток становлять великі міста, в яких вміст цього газу в повітрі буває вище норми.
Деякі коливання вмісту вуглекислого газу в повітрі місцевості залежать від часу доби, сезону року, біомаси рослинності. Так, в тропічних дощових лісах спостерігаються локальні скупчення вуглекислого газу, що перевищують іноді атмосферну норму до 30 разів. У той же час відомо, що з початку ХХ ст. середній вміст вуглекислого газу в атмосфері, хоча і повільно, але постійно збільшується. Вчені пов’язують цей процес, головним чином, з діяльністю людини.
Азот – незамінний біогенний елемент, оскільки він входить до складу білків і нуклеїнових кислот. Атмосфера – невичерпний резервуар азоту, однак основна частина живих організмів не може його безпосередньо використовувати: він повинен бути попередньо пов’язаний у вигляді хімічних сполук.
Частково азот надходить з атмосфери в екосистеми у вигляді окису азоту, що утворюється під дією електричних розрядів під час гроз. Проте основна частина азоту у воді та грунті – результат його біологічної фіксації. Існують декілька видів бактерій і синьо-зелених водоростей, які здатні фіксувати азот атмосфери. В результаті їх діяльності, а також завдяки розкладанню органічних залишків у грунті рослини-автотрофи отримують можливість засвоювати необхідний азот.
Кругообіг азоту тісно пов’язаний з кругообігом вуглецю. Незважаючи на велику складність, ніж кругообіг вуглецю, він, як правило, відбувається швидше.
Якщо втручання людини в екосистеми незначно, то в біосфері зберігається рівновага. Однак подальше посилення впливу людини на природу – вирубка лісів, які виділяють кисень і випаровують багато води, спалювання великих кількостей палива, що містить вуглець, зменшення випаровування з поверхні океану через забруднення нафтою – порушує кругообіг речовин і призводить до глобального погіршення стану біосфери.
Небезпечна перспектива зміни біосфери – потепління клімату під впливом парникового ефекту. Діоксид вуглецю, а також метан, оксиди азоту, деякі інші гази і пил в атмосфері за своїм впливом на тепловий режим планети подібні поліетиленовій плівці над парником. “Плівкове покриття” пропускає до Землі прямі промені сонця, але затримує тепло, відбите її поверхнею. Тому вплив забруднення на зміни температури в атмосфері називають “парниковим ефектом”. У результаті господарської діяльності людини концентрація газів і пилу в атмосфері зростає, і парниковий ефект посилюється. Якщо цей процес не буде припинений, може початися танення льодів Антарктики і Арктики, гірських льодовиків. Рівень Світового океану може піднятися на кілька метрів. При підвищенні рівня Світового океану на 1 м будуть затоплені території, на яких проживає 1 млрд людей, з лиця Землі зникне велика частина таких держав, як Бангладеш та Нідерланди.
Не менш небезпечно для біосфери і руйнування озонового шару, який розташований на висоті 15-50 км від земної поверхні і захищає живі організми від небезпечних короткохвильових ультрафіолетових променів. Озоновий шар руйнується в результаті попадання на нього летючих хлорфторорганіческіх сполук, які розпадаються під дією сонячного світла. Кожен атом хлору або фтору, що потрапив в озоновий шар, може зруйнувати до 105 молекул озону.
Наслідків руйнування озонового шару може бути безліч. Звичайно в першу чергу говорять про зростання числа ракових захворювань, передусім раку шкіри, який викликається збільшенням на поверхні Землі ультрафіолетового випромінювання. За оцінками вчених, зменшення товщини озонового шару на 1% підвищить інтенсивність ультрафіолетового випромінювання на поверхні Землі на 2%, що збільшить рівень захворюваності на рак шкіри на 3-6%. Ультрафіолетове випромінювання, яке надходить до Землі, при перевищенні деякої критичної дози, пригнічує фотосинтез рослин. А це в свою чергу призводить до зменшення кисню в атмосфері, зміст якого і так падає через спалювання 15 млрд т палива на рік.
Зростаюче ультрафіолетове випромінювання згубно діє на молекули ДНК і РНК, приводячи до генетичних змін.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)