2. Atmosferani kechadigan kimyoviy jarayonlar.
Erning zamonaviy atmosferasi uzoq evolyutsion rivojlanish natijasidir. Bu geologik omillar va organizmlarning hayotiy faolligining birgalikdagi harakatlari natijasida vujudga keldi. Geologik tarix davomida er atmosferasi bir necha marta chuqur qayta qurilgan. Geologik ma'lumotlarga va nazariy ma'lumotlarga asoslanib (taxminan 4 milliard yil oldin mavjud bo'lgan yosh Yerning toza atmosferasi, ozgina passiv azot qo'shilgan inert va olijanob gazlar aralashmasidan iborat bo'lishi mumkin (N. A. Yasamanov, 1985; AS Monin) , 1987; OG Sorokhtin, SA Ushakov, 1991, 1993). Hozirgi vaqtda dastlabki atmosferaning tarkibi va tuzilishi haqidagi qarashlar biroz o'zgardi. Birlamchi atmosfera (protoatmosfera) protoplanaraning eng erta bosqichida.4,2 milliard yil bo'lishi mumkin metan, ammiak va karbonat angidrid aralashmasi Mantiyaning gazsizlanishi va er yuzidagi ob -havoning faol jarayonlari natijasida suv bug'lari, CO 2 va CO shaklidagi uglerod birikmalari, oltingugurt va uning birikmalari atmosferaga kira boshladi. va kuchli halogen kislotalar - HCl, HF, HI va borik kislotasi, ular atmosferaga metan, ammiak, vodorod, argon va boshqa ba'zi olijanob gazlar bilan to'ldirilgan. juda nozik. Shuning uchun er yuzasidagi harorat nurli muvozanat haroratiga yaqin edi (A.S. Monin, 1977).
Vaqt o'tishi bilan, er yuzida paydo bo'lgan jinslarning parchalanishi, siyanobakteriyalar va ko'k-yashil yosunlarning hayotiy faolligi, vulqon jarayonlari va quyosh nuri ta'sirida birlamchi atmosferaning gaz tarkibi o'zgara boshladi. Bu metanning karbonat angidridga, ammiakning azot va vodorodga ajralishiga olib keldi; ikkilamchi atmosferada er yuzasiga sekin tushadigan karbonat angidrid va azot to'plana boshladi. Ko'k-yashil yosunlarning hayotiy faolligi tufayli kislorod fotosintez jarayonida ishlab chiqarila boshlandi, lekin u dastlab atmosfera gazlarini, so'ngra jinslarni oksidlanishiga sarflandi. Shu bilan birga, molekulyar azotgacha oksidlangan ammiak atmosferada jadal to'plana boshladi. Zamonaviy atmosferadagi azotning katta qismi relikt deb taxmin qilinadi. Metan va uglerod oksidi karbonat angidridgacha oksidlanadi. Oltingugurt va vodorod sulfidi SO 2 va SO 3 ga oksidlanib, ular yuqori harakatchanligi va yengilligi tufayli tezda atmosferadan olib tashlandi. Shunday qilib, atmosfera, Arxey va Proterozoy davridagi kabi, asta -sekin oksidlanishga aylandi.Karbonat angidrid atmosferaga metan oksidlanishi natijasida ham, mantiyaning gazsizlanishi va tog 'jinslarining parchalanishi natijasida ham kirgan. Agar Yerning butun tarixi davomida chiqarilgan barcha karbonat angidrid atmosferada qolsa, uning qisman bosimi hozirgi vaqtda Venera bilan bir xil bo'lishi mumkin (O. Soroxtin, S. A. Ushakov, 1991). Ammo Yerda buning teskarisi sodir bo'ldi. Atmosferadan karbonat angidridning katta qismi gidrosferada erigan, u suvli organizmlar tomonidan qobiqlarini qurish uchun ishlatilgan va biogen jihatdan karbonatlarga aylangan. Keyinchalik ulardan kimyoviy va organogen karbonatlarning eng kuchli qatlamlari hosil bo'lgan.Kislorod atmosferaga uchta manbadan etkazib berildi. Uzoq vaqt davomida, Yer paydo bo'lgan paytdan boshlab, u mantiyani gazsizlantirish jarayonida ajralib chiqdi va asosan oksidlanish jarayonlariga sarflandi.Kislorodning yana bir manbai qattiq ultrabinafsha quyosh nurlari ta'sirida suv bug'ining fotodissosiatsiyasi edi. Tashqi ko'rinish; Atmosferadagi erkin kislorod pasayish sharoitida yashagan ko'pchilik prokaryotlarning o'limiga olib keldi. Prokaryotik organizmlar yashash joylarini o'zgartirdi. Ular Yer yuzasini chuqurlik va mintaqalarga qoldirdilar, bu erda pasayish sharoitlari saqlanib qoldi. Ularning o'rniga karbonat angidridni kislorodga aylantira boshlagan eukaryotlar keldi.Arxey davrida va proterozoyning muhim qismida, deyarli barcha kislorod: abiogen va biogen, asosan temir va oltingugurt oksidlanishiga sarflangan. Proterozoyning oxiriga kelib, er yuzasidagi barcha metall qora temir oksidlanadi yoki er yadrosiga o'tadi. Bu proterozoyning dastlabki atmosferasida kislorodning qisman bosimi o'zgarishiga olib keldi.
Atmosfera havosining ifloslanish darajasi
Ifloslanish tabiiy va antropogenning kelib chiqishi bilan bo'linadi. Yoyilgan: mahalliy va global. Ifloslantiruvchi moddalar quyidagilarga bo'linadi:
Asosiy - so2, no2, yo'q, CO2, CO va chang
Maxsus - NH3, HCL, Finol, formaldegid, qo'rg'oshin, Arsenik
Proterozoyning o'rtasida atmosferadagi kislorod kontsentratsiyasi Yuriy nuqtasiga etib keldi va hozirgi darajadan 0,01% ni tashkil etdi. O'sha paytdan boshlab atmosferada kislorod to'plana boshladi va, ehtimol, rifey oxirida uning miqdori Paster darajasiga yetdi (hozirgi darajadan 0,1%). Ehtimol, Vendian davrida ozon qatlami paydo bo'lgan va o'sha paytda yo'qolmagan.Er atmosferasida erkin kislorod paydo bo'lishi hayot evolyutsiyasini rag'batlantirdi va yaxshi metabolizmga ega bo'lgan yangi shakllarning paydo bo'lishiga olib keldi. Agar ilgari proterozoyning boshida paydo bo'lgan eukaryotik bir hujayrali yosunlar va siyanalar suvda kislorod miqdorini zamonaviy konsentratsiyasining atigi 3 -3 qismini tashkil qilsa, u holda Vendianning oxirida skeletli Metazoa paydo bo'lishi bilan, ya'ni. taxminan 650 million yil oldin atmosferada kislorod kontsentratsiyasi ancha yuqori bo'lishi kerak edi. Axir, Metazoa kislorodli nafas olishni ishlatgan va buning uchun kislorodning qisman bosimi o'ta muhim darajaga - Paster nuqtasiga yetishi talab qilingan. Bunday holda, anaerob fermentatsiya jarayoni energetik jihatdan yanada istiqbolli va progressiv kislorod almashinuvi bilan almashtirildi.
Shundan so'ng, er atmosferasida kislorodning keyingi to'planishi juda tez davom etdi. Ko'k-yashil yosunlar hajmining asta-sekin o'sishi atmosferada hayvonot olamining hayotini ta'minlash uchun zarur bo'lgan kislorod darajasiga erishishga yordam berdi. Atmosferadagi kislorod miqdorining ma'lum darajada barqarorlashishi o'simliklar quruqlikka kelgan paytdan - taxminan 450 million yil oldin sodir bo'lgan. Silur davrida sodir bo'lgan quruqlikda o'simliklarning paydo bo'lishi atmosferadagi kislorod miqdorining oxirgi turg'unligiga olib keldi. O'sha paytdan boshlab uning kontsentratsiyasi hayot chegarasidan tashqariga chiqa olmaydigan darajada tor doirada o'zgara boshladi. Atmosferadagi kislorod kontsentratsiyasi gulli o'simliklar paydo bo'lganidan beri butunlay barqarorlashdi. Bu voqea bo'r davrining o'rtalarida sodir bo'lgan, ya'ni. taxminan 100 million yil oldin.Azotning asosiy qismi Yer taraqqiyotining dastlabki bosqichlarida, asosan, ammiakning parchalanishi hisobiga vujudga kelgan. Organizmlarning paydo bo'lishi bilan atmosfera azotini organik moddalarga bog'lash va uni dengiz cho'kindilariga ko'mish jarayoni boshlandi. Quruqlikda organizmlar paydo bo'lganidan so'ng azot qit'a cho'kmalariga ko'mila boshladi. Erkin azotni qayta ishlash jarayonlari, ayniqsa, er usti o'simliklarining paydo bo'lishi bilan kuchaygan.Kriptozoy va fanerozoy davrida, ya'ni taxminan 650 million yil oldin, atmosferadagi karbonat angidrid miqdori o'ndan o'n foizgacha kamaygan va hozirgi darajaga yaqin bo'lgan tarkib yaqinda, taxminan 10-20 ga yetgan. million yil oldin.Shunday qilib, atmosferaning gaz tarkibi nafaqat organizmlar uchun yashash maydonini ta'minlabgina qolmay, balki ularning hayotiy faoliyatining xususiyatlarini ham aniqlab berdi, tarqoqlik va evolyutsiyaga yordam berdi. Atmosfera gazlari tarkibining taqsimlanishining kosmik va sayyoraviy sabablarga ko'ra uzilishi natijasida, organik dunyoning ommaviy qirilib ketishiga olib keldi, bu kriptozoy davrida va fanerozoy tarixining ma'lum chegaralarida takrorlangan.
Kimyoviy tarkibi: O2 dan 21% gacha (hajmi bo'yicha), N2 - 78%, Argon Ar - taxminan 1%; CO2 -0,23%.
Atmosfera changida diametri 1 mikromrikaga ega bo'lgan qattiq zarralarni tushunadi, u tabiiy va sun'iy ravishda kelib chiqadi.
Aerozollar - zarralar 0,1 - 0.001 mkm - ijobiy yoki salbiy zaryadlanishi mumkin bo'lgan qattiq va suyuqlik
Yer atmosferasi kerakli modda, energiyani beradi va metabolik jarayonlarning yo'nalishini va tezligini aniqlaydi. Zamonaviy atmosferaning gaz tarkibi hayotning mavjudligi va rivojlanishi uchun maqbuldir. Atmosfera ob -havo va iqlimning shakllanish maydoni sifatida odamlar, hayvonlar va o'simliklarning hayoti uchun qulay sharoit yaratishi kerak. Atmosfera havosining sifati va ob -havo sharoitida u yoki bu tomonga burilishlar hayvonot va o'simlik dunyosining, shu jumladan odamlarning hayoti uchun o'ta sharoit yaratadi.Er atmosferasi nafaqat etnosfera evolyutsiyasining asosiy omili bo'lgan, insoniyatning yashashi uchun sharoit yaratadi. Shu bilan birga, u ishlab chiqarish uchun energiya va xom ashyo manbai bo'lib chiqadi. Umuman olganda, atmosfera inson salomatligini saqlaydigan omil bo'lib, ba'zi hududlar fizik-geografik sharoit va atmosfera havosining sifati tufayli dam olish maskanlari bo'lib xizmat qiladi va odamlarning sanatoriy-kurortli davolanishlari va dam olishlari uchun mo'ljallangan joylardir. Shunday qilib, atmosfera estetik va hissiy ta'sir omilidir.Atmosferaning yaqinda aniqlangan etnosfera va texnosfera funktsiyalari (E. D. Nikitin, N. A. Yasamanov, 2001) mustaqil va chuqur o'rganishni talab qiladi. Shunday qilib, energiya atmosfera funktsiyalarini o'rganish atrof-muhitga zarar etkazadigan jarayonlarning paydo bo'lishi va ta'siri nuqtai nazaridan ham, inson salomatligi va farovonligiga ta'siri nuqtai nazaridan ham juda dolzarbdir. Bunday holda, biz tsiklonlar va antiklonlarning energiyasi, atmosfera girdoblari, atmosfera bosimi va boshqa ekstremal atmosfera hodisalari haqida gapiramiz, ulardan samarali foydalanish ifloslantirmaydigan muqobil energiya manbalarini olish muammosini muvaffaqiyatli hal qilishga yordam beradi. Axir, havo muhiti, ayniqsa uning Jahon okeani ustida joylashgan qismi, juda katta miqdordagi erkin energiyani bo'shatish maydonidir.Masalan, o'rtacha kuchga ega bo'lgan tropik siklonlar bir kunda Xirosima va Nagasakiga tashlangan 500 ming atom bombasi energiyasiga teng energiya chiqaradi. Bunday siklon mavjud bo'lgan 10 kun davomida, AQSh kabi mamlakatning barcha energiya ehtiyojlarini qondirish uchun 600 yil davomida energiya chiqariladi.So'nggi yillarda tabiatshunoslarning faoliyatining turli jihatlari va atmosferaning erdagi jarayonlarga ta'siri haqidagi ko'p sonli asarlar nashr etildi, bu zamonaviy tabiatshunoslikdagi fanlararo o'zaro ta'sirlarning faollashuvidan dalolat beradi. Shu bilan birga, uning ba'zi yo'nalishlarining birlashtiruvchi roli namoyon bo'ladi, ular orasida geoekologiyada funktsional-ekologik yo'nalishni qayd etish lozim.
Bu yo'nalish turli xil geosferalarning ekologik funktsiyalari va sayyoraviy rolini tahlil qilish va nazariy umumlashtirishni rag'batlantiradi va bu, o'z navbatida, sayyoramizni yaxlit o'rganish, undan oqilona foydalanish metodologiyasi va ilmiy asoslarini ishlab chiqishning muhim shartidir. uning tabiiy boyliklarini himoya qilish.
Yer atmosferasi bir necha qatlamlardan iborat: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera, ionosfera va ekzosfera. Troposferaning tepasida va stratosferaning pastki qismida ozonga boy qatlam-ozon qalqoni joylashgan. Ozon tarqalishining ma'lum (kundalik, mavsumiy, yillik va hokazo) qonuniyatlari o'rnatildi. Atmosfera paydo bo'lganidan beri sayyoradagi jarayonlarning borishiga ta'sir ko'rsatdi. Atmosferaning birlamchi tarkibi hozirgidan butunlay boshqacha edi, lekin vaqt o'tishi bilan molekulyar azotning ulushi va roli tobora ortib bordi; taxminan 650 million yil oldin erkin kislorod paydo bo'ldi, uning miqdori doimiy ravishda oshib bordi, lekin uglerod kontsentratsiyasi. shunga mos ravishda dioksid kamayadi. Atmosferaning yuqori harakatchanligi, uning gaz tarkibi va aerozollarning mavjudligi uning ajoyib rolini va turli geologik va biosferik jarayonlarda faol ishtirokini belgilaydi. Quyosh energiyasini qayta taqsimlash va halokatli tabiiy hodisalar va ofatlar rivojlanishida atmosferaning o'rni katta. Atmosfera girdoblari - tornado (tornado), bo'ron, tayfun, siklon va boshqa hodisalar organik dunyo va tabiiy tizimlarga salbiy ta'sir ko'rsatadi. Tabiiy omillar bilan bir qatorda ifloslanishning asosiy manbalari inson xo'jalik faoliyatining turli shakllari hisoblanadi. Atmosferaga antropogen ta'sirlar nafaqat turli aerozollar va parnik gazlari ko'rinishida, balki suv bug'lari miqdorining ko'payishida ham namoyon bo'ladi va ular tutun va kislotali yomg'ir shaklida namoyon bo'ladi. Issiqxona gazlari er yuzasining harorat rejimini o'zgartiradi, ba'zi gazlar chiqindilari ozon ekranining hajmini kamaytiradi va ozon teshiklarining paydo bo'lishiga yordam beradi. Yer atmosferasining etnosfera roli katta.
3. Atmosferada kechadigan fizik va kimyoviy jarayonlar va uning tabiyatdagi o’rni.
Qatlam (sfera)
Pastki va yuqori
chegaraning balandligi (km
Oʻtish yoki oraliq qatlamlar
Troposfera – 0-11
Stratosfera – 11-50
Mezosfera – 50-90
Termosfera Ekzosfera – 90-800
800 km dan yuqori tropopauza stropopauza mezopauza termopauza topgan sadafsimon bulutlar kuzatiladi. Stratosferaning pastki qatlamlarida temperatura balandlik boʻyicha oʻzgarmaydi, 30 km balandlikdan boshlab havo temperaturasi orta boradi va 50 – 60 km balandlikda 290°K gacha yetadi. Oʻrta va yuqori kengliklarda temperaturaning balandlik boʻyicha oʻzgarishiga qarab, stratosfera: 1) temperaturasi oʻzgarmaydigan izosfera; 2) temperaturasi ortib boradigan inversiyaizopauza qatlamlariga boʻlinadi. Quyi va ekvatorial kengliklarda stratosfera odatda inversiyadan boshlanadi. Meridian boʻyicha havo koʻchishining kuchayishi (stratosferaning muhim xossasi) Yer yarim sharlari orasidagi havo almashinuviga yordam beradi. taxminan 80 –90 km balandlikda temperatura 190°K gacha pasaya boradi. 50 – 90 km balandlik oraligʻidagi Atmosfera qatlami mezosfera deb yuritiladi. Mezosferaning 82 – 85 km balandligida yoz vaqtlarda kumushsimon bulutlar kuzatiladi. Mezosferada havo tarkibi troposfera va stratosfera qatlamlaridagi kabi aralash gazlardan iborat. Mezosferada fotokimyoviy jarayonlar katta rol oʻynaydi. Quyoshning qisqa toʻlqinli radiatsiyasi taʼsirida faol harakatchan atom va molekulalar hosil boʻladi. 90 km dan yuqorida termosfera qatlami boshlanib, temperatura tez koʻtarila boradi. temperaturaning koʻtarilish darajasi qisqa toʻlqinli Quyosh radiatsiyasining yutilish jadalligiga bogʻliq. Mezopauzadan yuqorida toʻlqin uzunligi 1750 A dan qisqa boʻlgan ultrabinafsha rentgen va korpuskulyar nurlari taʼsirida dissotsiyalanish va rekombinatsiyalanish tufayli zarrachalarning kimyoviy oʻzga-rishi, shuningdek, ionlashish roʻy beradi. Kislorod molekulasi 80 – 90 km dan 200 – 250 km gacha, azot esa 250 km dan yuqori balandliklarda dissotsiyalanadi, yaʼni atomlarga ajraladi. 400 –500 km balandlikdan yuqorida Atmosfera asosan kislorod va azot atomlaridan tashkil topgan. Bu qatlamlarda neytral geliy boʻlib, uning miqdori balandlik ortgan sari ortib boradi. Havo tarkibining balandlik boʻyicha oʻzgarishiga gazlar diffuziyasi ham kuchli taʼsir qiladi. Termosferaning pastki qismidakonveksiya, yuqori qismida esa issiqlik oʻtkazuvchanlik bilan issiqlik almashinadi. 100 – 900 km balandlikdagi qatlamda qutb yogʻdusi va ionosfera toʻlqinlari kuzatiladi, 900 km dan yuqorida ekzosfera qatlami boshlanib, temperatura oʻzgarmay qoladi. Yer sunʼiy yoʻldoshlari (YESY)ning uchishiga Atmosferaning taʼsiri oʻrganilgan va oʻrganilmoqda. Atmosferaning yerdan 150 km gacha boʻlgan qatlamini zich qatlam va undan yuqoridagi qatlamini Yer atrofidagi kosmik boʻshliq deb ajratiladi. Yer sirtiga yaqin Atmosfera qatlamlarining zichligi katta boʻlganligi sababli, kosmik tezlikdagi raketa va sunʼiy yoʻldoshlar bu qatlamlarda ucha ol-maydi, yonib ketadi. Shuning uchun ham sayyoralararo fazodan yer Atmosferasining zich qatlamiga kirib kelgan meteorlar 120 km balandlikda qiziy boshlaydi va, nihoyat, 60 km balandlikda yonib ketadi. Bu hodisani xalq tilida „yulduz uchdi“ deb yuritiladi. Raketa va sunʼiy yoʻldoshlar 150 km dan boshlab Yer atrofida aylanishi mumkin.
Do'stlaringiz bilan baham: |