Состав атмосферного воздуха

Атмосферный воздух представляет собой смесь определенных газов и водяного пара. Из газов в состав атмосферного воздуха входят азот, кислород, аргон, углекислый газ, водород, гелий, метан и некоторые другие. Азот и кислород являются основными компонентами сухого атмосферного воздуха. Их относительная концентрация составляет 99,03% (азот - 78,08%, кислород - 20, 95%). Аргон составляет 0,93%, углекислый газ - 0,08%. На остальные газы приходится всего 0,01%.

Общая масса атмосферного воздуха равна 5,2*1015 т. Масса азота составляет 3,9*1015 т, кислорода - 1,2*1015 т, аргона - 1,6*1013 т, углекислого газа 2,6*1012 т, водяного пара - 1,2*1014 т. В нижних слоях атмосферы (до высот в несколько десятков километров) состав сухого атмосферного воздуха и относительная концентрация основных его компонентов характеризуется удивительным постоянством, несмотря на активное участие газов атмосферы в геологических и биологических процессах, происходящих на земле. Это постоянство, видимо, определяется наличием в системе атмосфера-гидросфера-литосфера-биосфера компенсационно-регулирующих процессов, поддерживающих в ней динамическое равновесие. Например, при понижении концентрации кислорода в атмосфере усиливается активность фотосинтеза растений, что приводит к возрастанию продуцирования ими кислорода, и наоборот.

Концентрация водяного пара в отличие от концентрации газовых компонентов атмосферного воздуха, наоборот, может сильно изменяться. Это связано с тем, что количество водяного пара в основном определяется процессами испарения воды с водных поверхностей мирового океана и суши, а также её осаждения на них в виде осадков. И то, и другое зависти от климатических условий, различных географических районов земли. Другой особенностью водяного пара является то, что он может находиться в атмосфере в различных фазовых состояниях, тогда как все другие составляющие атмосферного воздуха находятся в нем только в виде газов.

Из всех газов, составляющих атмосферный воздух, наиболее активным является кислород. Он содержит в атмосфере в двух видах: двухатомном - O2 и трехатомном - O3. Последний носит название озона и играет исключительно важную роль в защите живых организмов от жесткой солнечной радиации. Озон, как правило, образуется в результате диссоциации молекул кислорода под воздействием солнечной радиации в верхних слоях атмосферы на высоте 10-50 км. На его концентрацию также оказывают влияния грозовые разряды в атмосфере. Озон, в свою очередь, существенно влияет на потоки атмосферной радиации, а также распределение температуры в атмосфере.

Кислород образуется в атмосфере в результате фотосинтеза растений. Однако, это не единственный источник его поступления в атмосферу. Кислород поступает в атмосферу также из недр земли в результате дегазации магмы, точнее - базальтовой магмы. При извержении наземных вулканов наряду с другими газами он непосредственно выделяется в атмосферу, при извержении подводных вулканов кислород сначала растворяется в глубинных водах океанов, а затем в процессе перемешивания поступает в поверхностный их слой, из которого при пересыщениях выделяется в атмосферу.

По оценкам ученых, свободный кислород появился в атмосфере земли на рубеже 2-3 миллиардов лет назад. До этого земля была окружена бескислородной атмосферой, состоящей из перегретых паров воды, азота, углекислого газа, водорода, кислых дымов и других газов, выбрасываемых в праатмосферу в результате вулканической деятельности. Поступавший из недр земли кислород вступал с ними в реакцию, образуя различные оксиды. По мере снижения поступления недоокисленных газов, образования водной оболочки земли, развития процессов фотосинтеза появилась возможность накопления в атмосфере свободного кислорода.

Кислород участвует во всех процессах, связанных с окислением органического и неорганического вещества. Особое значение он имеет для жизнедеятельности живых организмов. Живые организмы чувствительны к изменению содержания кислорода во вдыхаемом ими воздухе. Пребывание живого организма в среде с пониженной концентрацией кислорода может привести к опасным его изменениям и даже смерти.

Другие газы атмосферы также принимают участие в различных земных процессах. Азот входит в состав белков и через посредственно азот-фиксирующих бактерий и водорослей усваивается живыми организмами. Кроме того, он участвует в фотохимических и биохимических реакциях, определяющих дифференциацию минеральных веществ и синтез органических. Под действием грозовых разрядов в атмосфере азот ионизируется и вступает в реакцию с атмосферной влагой, образуя азотную кислоту. Последняя, выпадая вместе с дождем на поверхность земли, вступает в реакцию с минералами почвы и образует питательные для растений соединения (калийные, фосфатные, кальциевые и др.), создавая тем самым жизненную основу для их развития. Можно сказать, что без азота жизнь в том виде, каком мы её знаем, была бы невозможна.

Перейти на страницу: 1 2

Интересное по теме

Охрана атмосферного воздуха
Неумолимая поступь научно-технического прогресса породила одну из сложнейших проблем - человек и окружающая его природная среда. Неизбежное вмешательство человека в ход естественны ...

Закономерности распространения загрязняющих веществ в атмосфере
Проблемы атмосферных загрязнений стали особо актуальными с середины 20 века в связи с ростом промышленного потенциала и транспорта. В частности, широко обсуждаются вопросы парников ...

Наш экологический след
Актуальность. Забота об экологии и экологическая безопасность с каждым годом становятся все более актуальными, как в нашей стране, так и во всем мире. В понятие экологической безо ...

Органолептические показатели (свойства) воды
это признаки, которые воспринимаются органами чувств и оцениваются по интенсивности их проявления. Эти показатели еще называются физико-органолептическими. Запах обусловлен способн ...