Реферати українською » Геология » Еволюційні зміни атмосфери Землі


Реферат Еволюційні зміни атмосфери Землі

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Еволюційні зміни атмосфери Землі


Зміст

 

Запровадження

1. Склад й будову атмосфери Землі

2. Еволюція земної атмосфери

3. Домішки у атмосфері

Література


Запровадження

Повітряна оболонка, навколишня земну кулю називається атмосферою. У атмосфері постійно відбуваються різноманітні процеси: хімічні, фізичні, біологічні та інших. Через війну цих процесів відбувається зміна як нижніх, і верхніх верств атмосфери.

Ці у атмосфері процеси відбуваються закономірно і взаємозалежне. На атмосферу впливає космічний простір, поверхню землі, водойм, рослинного й снігового покрову. Відбувається взаємообмін газами, теплом, вологою, рідкими і твердими частинками. Сонячне випромінювання є є основним джерелом енергії для атмосферних частинок. У атмосфері, завдяки які у ній різним процесам, відбуваються деякі хімічні реакції, які змінюють її складу. Розвиваються руху повітряних мас, утворюються хмари, опади, спостерігаються електричні, акустичні і оптичні явища. Стан атмосфери постійно змінюється в часі та у просторі.

Атмосфера немає певної верхньої межі. Вона поступово перетворюється на міжпланетну середу. Умовно верхню межу атмосфери прийнято вважати в розквіті 1000-1200 км. Супутникові дані зміни щільності повітря з висотою дозволяють вважати, що щільність атмосфери наближається до щільності міжпланетної середовища, починаючи я з висот 2000-3000 км.


1. Склад й будову атмосфери Землі

Нині Земля має атмосферою масою приблизно5,27х1018 кг. Половина всієї маси атмосфери зосереджена шарі до 5 км, 75% - до висоти 10 км, 95%- до20км. Близько поверхні вони містять 78,08% азоту, 20,95% кисню, 0,94% інертних газів, 0,03% вуглекислого газу та в незначних кількостях інші гази. Тиск і щільність у атмосфері убувають з висотою. Половина повітря міститься у нижніх 5,6 км, а майже вся друга половина зосереджена до висоти 11,3 км. На висоті 95 км щільність повітря на мільйон разів менше, ніж в поверхні. У цьому рівні, і хімічний склад атмосфери вже інший. Зростає частка легких газів, і переважати стають водень і гелій. Частина молекул розкладається на іони, створюючи іоносферу. Вище 1000 км перебувають радіаційні пояса. Їх також можна як частина атмосфери, заповнену дуже енергійними ядрами атомів водню і електронами, захопленими магнітним полем планети.

Атмосфера одна із необхідних умов виникнення і існування життя Землі. Вона бере участь у формуванні клімату планети, регулює її теплової режим, сприяє перерозподілу тепла у поверхні. Частина променистої енергії Сонця поглинається атмосферою, а інша енергія, досягаючи Землі, частково іде у грунт, водойми, а частково відбивається у атмосферу.

Атмосфера охороняє Землю від різких коливань температури. За відсутності атмосфери і водойм температура Землі протягом доби коливалася в інтервалі 200 °З. Наявність кисню атмосфера бере участь у обміні і круговерті речовин, у біосфері.

У сучасний стан атмосфера існує сотні мільйонів років, живе пристосоване суворо певному її складу. Газова оболонка захищає живі організми від згубних ультрафіолетових, рентгенівських і космічного проміння. Атмосфера охороняє Землю падінням метеоритів.

У атмосфері розподіляються і розсіюються стане сонячне проміння, що створює рівномірний висвітлення. вона є середовищем, де поширюється звук. Через дії гравітаційних сил атмосфера не розсіюється у просторі, а, оточивши Землю, обертається із нею.

2. Еволюція земної атмосфери

Атмосфера початку утворюватися разом із формуванням Землі. У процесі еволюції планети і в міру наближення її параметрів до сучасних значенням сталися принципово якісних змін її хімічного складу і фізичних властивостей. Відповідно до еволюційної моделі, на етапі Земля лежить у розплавленому безпечному стані і близько 4,5 млрд. років тому я сформувалася як тверде тіло. Такий рубіж приймається за початок геологічного літочислення. Відтоді почалася повільна еволюція атмосфери.

Удогеологическое час, в фазу розплавлювання зовнішньої сфери земної кулі, величезних мас що виділялися газів утворили первинну атмосферу Землі. Основними компонентами що виділялися у надрах Землі газів були вуглекислий на газ і водяну пару. Склад первинної атмосфери Землі, що виникла з допомогою виділення газів та води прирасплавлении планетної речовини, був подібний за складом з компонентами вулканічних вивержень сучасності. Гази, котрі виділяються із сучасних вулканів, містять переважно водяну пару. У складі газів базальтових лав, наприклад, гавайських вулканів з температурами до1200°С водяну пару становить 70-80% за обсягом. Другим за значенням компонентом, що становить атмосферу, є вуглекислий газ. У газах з вулканічних лав ЗІ2 міститься від 6 до 15%.

Отже, атмосфера на той час полягала головним чином із водяної пари із суттєвою домішкою вуглекислого газу. У фазу розплавлювання зовнішньої сфери земної кулі практично вся гідросфера лежить у складі атмосфери. У цю фазувиделившийся водяну пару, прохолоджуючи великий висоті, утворював густий хмарний покрив й інтенсивні дощові опади. Проте падаючі з хмар краплі води на деякою висоті від поверхні планети, де температура повітря було вище100°С, перетворювалися на пар, який знову піднімався нагору. Над розпеченій поверхнею Землі функціонував своєрідний круговорот води: пар - дощові опади - пар, т. е. потужний парниковий ефект, аналогічно спостережуваний нині на Венері.

У ранній період формування щільною атмосфери навколоостивающей Землі, очевидно, відбувалося з допомогою парів і газів, що виділяються внаслідок дегазації мантії. Передбачається, що у формування атмосфери відбувалося з допомогою газів,извергающихся вулканами протягом 500 млн. років існування Землі, які складалися з водню, водяної пари, метану, оксидів вуглецю, аміаку та інших.

Круговорот води у природі, локалізований в первинної атмосфері Землі поблизу температурного рівня100°С, мало надавав впливу загальний перебіг еволюції планети і розвитку її поверхні. Але що це передумови могутнього круговороту води Землі, який сформувався й мав значний вплив в розвитку довкілля й планети загалом. Після охолодження земної поверхні до температури нижче100°С стався перехід атмосферного водяної пари в рідку воду. На сухою й дуже гарячої тоді земної поверхні утворився стік, річкова мережу і виникли водойми. Земне поверхню стала сильнообводненной та початок піддаватися інтенсивному впливу водних потоків. Цей етап і став початком геологічної історії.

Отже, початкова атмосфера була відновлювальної і містила незначна кількість кисню, що з допомогоюфотодиссоциации водяної пари під впливом ультрафіолетового проміння Сонця і дегазації базальтовій магми.Конденсация водяної пари близько чотирьох млрд. років тому вони призвела до утворення гідросфери.

Зміни температурні умови Землі, а за цим правилом і всієї природної обстановки було неможливо не позначитися й на атмосфері. Вилучення з атмосфери величезної кількості води та освіту поверхового стоку - та водойм надали значний вплив складу і еволюцію повітряної середовища. З водної атмосфери вона перетворилася на основному вуглекислу, у якій водяну пару з панівного компонента перетворився на другорядний.

Освіта на земної поверхні великих водойм справила вплив подальшу еволюцію атмосфери, у якій почалося швидке зменшення вуглекислого газу. ЗІ2 легко розчиняється у питній воді, і полягала основна його частину займалася нею. У багаторазово зменшилося і тиск атмосфери. Природні умови Землі різко змінилися. Природна середовище на планеті стала несхожої на, що її в неї вранці фази історії.

Деякі геологічні процеси, (наприклад, сповіді лави при виверженнях вулканів) супроводжувалися викидом газів у надрах Землі. До їх складу входили азот, аміак, метан, водяну пару, оксид ЗІ і діоксид ЗІ2 вуглецю. Під впливом сонячної ультрафіолетової радіації водяну пару розкладався на водень і кисень, але звільнений кисень розпочав реакцію з оксидом вуглецю, створюючи вуглекислий газ. Аміак розкладався на азот і водень. Водень у процесі дифузії піднімався нагору і залишав атмосферу, причому більше важкий азот було вивітритися та поступово накопичувався, стаючи основним компонентом, хоча деяка його частину була пов'язана в молекули внаслідок хімічних реакцій. Під впливом ультрафіолетового проміння і електричних розрядів суміш газів, присутніх в початкової атмосфері Землі, вступала в хімічні реакції, у яких відбувалося освіту органічних речовин, зокрема амінокислот.

Через відсутність значних кількостей кисню, отже, і озону, ультрафіолетові промені легко проникали крізь атмосферу, що створило сприятливі умови для освіти таких органічних речовин, як амінокислоти іпиридиновие підстави, є найголовнішими складовими частинами живої матерії. Вихідними речовинами цей процес служили молекули метану, оксиду вуглецю (II), водню, води та аміаку. Слід зазначити, що передумовою ускладнення структури була відсутність повної деструкції молекул органічних сполук до вуглекислого газу й води, як за наявності у атмосфері кисню. Отже, в відновлювальної атмосфері відбувалося окислювання органічних речовин, а розкладання їх у окремі фрагменти, які були вихідним матеріалом для синтезу складніших речовин. Ці органічні речовини могли поступово накопичуватися окремими, найсприятливіших місцях первісного океану, наприклад на берегах, що дало виникнення життя і його прогресивну еволюцію. Першими видами живих організмів були, мабуть, бактерії, які мають обмін речовин відбувався й без участі кисню. Їм назва анаеробних.

Отже, у ранній стадії розвитку існувалаанаеробнаявосстановительная атмосфера, і якщо, зрештою, стався перехід до атмосфериокислительной і аеробного, то чинником, відповідальних такий перехід, стала життєдіяльністьфотосинтезирующих організмів. Сутність життєдіяльності цих організмів у тому, що з поглинанні із зовнішнього середовища неорганічних речовин (вуглекислого газу й води) і сонячної енергії з допомогою хлорофілу вони виробляють органічні речовини і кисень. Сумарна хімічна реакція цього процесу виражається рівнянням:

6CO2 +6H2 = З6H12>O6 +6O2.

Живі організми, які у водах древнього океану, стали визначального чинника розвитку атмосфери. Найважливішим результатом діяльності цих організмів стало накопичення великої кількості кисню у атмосфері, супроводжуване поглинанням вуглекислого газу.

Процес накопичення у атмосфері кисню сприяло виникненню озонового шару, що може затримувати більшу частину короткохвильових і ультрафіолетового проміння, згубних для живого. Озоновий шар утворився в розквіті 25—30 кілометрів від Землі з допомогоюфотохимической реакції

Коли озоновий шар атмосфери сформувався повністю, ультрафіолетові промені не досягали Землі і живі організми змогли жити суші. Еволюція живих організмів пішла рішуче завдяки пишному розвитку рослинності. Усі яке збільшувалося зміст кисню у атмосфері сприяло окислювання аміаку,виделяющегося при інтенсивномувулканизме. Через війну реакції окислення аміаку утворювався азот:

>4NH3 +3O2 =2N2 +6H2>O.

Так поступово створюваласяазотно-кислородная атмосфера Землі. Більшість кисню,виделившегося внаслідок фотосинтезу за геологічну історію планети, була похована в літосфері як карбонатів, сульфатів, оксидів заліза та інших осадових утворень.Захоронению піддавався як кисень, а й вуглець.Продукцией біохімічної діяльності живих організмів стали поклади кам'яних і бурих вугілля, нафти.

Процес поховання органічного речовини сприяв збідніння атмосфери вуглекислим газом і збагаченню киснем. Давня атмосфера, по сучасним розрахунках, була насичена ЗІ2 в 1000 разів більше, ніж сучасна. Джереломфотосинтетического кисню є морська і континентальна рослинність. Близько 80 % загального його кількості утворюється внаслідок життєдіяльності фітопланктону, що міститься у верхніх шарах морів, і океанів.Фитопланктон є мікроскопічні рослинні морські організми. Наземні рослинні організми дають приблизно 20 %фотосинтетического кисню. За сучасними уявленнями, весь вільний кисень атмосфери утворився переважно з допомогою двох потужне джерело —фотосинтетического і ендогенного (глибинного), т. е. внаслідок дегазації базальтовій магми.

За підрахунками В.І. Вернадського, загальна кількість вільного кисню у атмосфері становить 1,5 • 1015 т, що цілком узгоджується з справжніми визначеннями.

3. Домішки у атмосфері

У атмосферному повітрі містяться різні домішки — пил, гази тощо. буд. Частина домішок має природне походження. Наприклад, вулканічна і ґрунтова пил, пил лісових пожеж тощо. буд.Гниение органічних речовин веде до вступу у повітря сірководню, аміаку; бродіння вуглецевмісних речовин — до виділення метану. У атмосфері існують різні неорганічні солі, які входять у неї з океанів і морів внаслідок випаровування таразбризгивания під час хвилювання. При випаровуванні води солі вступають у повітрямолекулярно-дисперсном стані. З м3 води несеться 0,5 р солі. При випаровуванні з усією поверхні Світового океану (500 тис. км2) у повітря щорічно переходить з водяникам пором приблизно 250 млн. т розчинених речовин, до складу яких входять такі елементи: йод, бром, свинець, цинк, мідь, нікель та інших. Наприклад, щорічно з морської води у повітря випаровується близько 50 000 т йоду. Але головним природним джерелом металів у атмосфері є пил, утворена прививетривании гірських порід і стерпна вітровими потоками. Певний кількість металів приносить космічна пил, 1 млн. т якої щорічно осідає на поверхні Землі. Нині головним постачальником металів у повітря є антропогенні джерела, які дають у повітря у 18-ти разів більше свинцю, о 9-й — більше кадмію й у 7 разів більше цинку.

Впродовж останнього десятиліття у повітря надійшло свинцю більше, як по історію цивілізації до 1900 р. Кількість вуглекислого газу, щорічно що утворюється у сфері товарного виробництва, в 100—200 разів більше, ніж його надходження при виверженні вулканів. Під впливом земного радіоактивного випромінювання та космічного проміння у атмосфері утворюється багато іонів. У 1 див3 повітря їх можуть утримувати від кількох основних сотень за кілька десятків тисяч.

Безпосередніми складовими атмосфери природного походження єS02,HF,HC1 (вулканічного походження), і навіть H2P.S (з газу). У атмосфері завжди присутній водяну пару. Кількість водяної пари в тропосфері залежить від пори року географічної широти. Маса води, котра міститься у атмосфері, сягає 13,25 • 1012 т.

Утропосферу безупинно надходить пил різного походження — космічна, вулканічна, ґрунтова, пил лісових пожеж. Зазвичай, у природних умовах на 1 км2 щорічно випадає майже п'ять т пилу.

Щодо хімічного складу атмосфери залишається практично постійним уже багато мільйонів років. Це можна пояснити тим, що її складу регулюється біологічними

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація