Composition de l'atmosphère terrestre, couches, fonctions

La l'atmosphère terrestre C'est la couche gazeuse qui entoure la planète de la surface de la Terre à une limite diffuse à environ 10.000 km d'altitude. Cette couche est maintenue autour de la planète en raison de la gravité terrestre et est composée d'un mélange de gaz auxquels nous appelons l'air.

La composante la plus abondante de l'atmosphère terrestre est l'azote (78%), suivie d'oxygène (21%) et d'argon (0,9%), ainsi que d'autres en très petites quantités, comme la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone.

Vue de l'atmosphère de l'espace

Cette masse gazeuse est disposée en 5 couches fondamentales autour de la planète et remplit des fonctions importantes, comme la protection de la planète de l'impact des petites météorites, le filtrage du rayonnement ultraviolet, le maintien de la chaleur et la permission de l'existence de l'eau liquide.

De même, les climats de la terre se forment dans l'atmosphère et permet le vol de diverses espèces, y compris le vol des avions. Mais l'atmosphère n'était pas toujours comme aujourd'hui, car elle est née de la formation de la planète et depuis lors, elle a évolué.

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Composition de l'atmosphère terrestre

L'atmosphère de la Terre est formée par une combinaison de gaz auxquels le nom d'air est donné. La composition de l'air varie dans le gradient de concentration qui va de la surface de la terre à la limite avec l'espace.

Lorsque vous parlez de la composition de l'atmosphère, une référence est faite à la composition de l'air dans la troposphère, qui est en contact avec la surface de la planète.Cette couche présente la concentration d'air la plus élevée, dont le mélange de gaz est dominant (n₂) et l'oxygène (ou₂).

L'azote représente 78% du total, tandis que l'oxygène occupe 21%, soustrayant environ 1% de plusieurs autres gaz. Parmi ceux-ci, tout d'abord l'argon, qui complète presque 1%, laissant les autres gaz en quantité extrêmement petite.

Parmi ces autres gaz mettent en évidence le dioxyde de carbone (CO_₂), que bien qu'il n'atteint qu'environ 0,041%, il augmente par l'activité humaine. La vapeur d'eau a une concentration variable, atteignant jusqu'à 0,25%. Ces gaz ont des propriétés oxydantes, donc l'atmosphère terrestre a cette qualité.

Couches de l'atmosphère

L'atmosphère terrestre a 5 couches:

Troposphère

Tropopause, couche entre la troposphère et la stratosphère

La troposphère s'étend du niveau du sol à environ 12 à 20 km d'altitude et son nom dérive du préfixe Tropos = Changement, en raison de son caractère changeant. Il est plus mince dans les pôles et plus large en Équateur.

Les trois quarts de la masse de gaz de l'atmosphère sont concentrés dans la troposphère, en raison de l'attraction de la gravité terrestre. Dans cette couche, la vie est possible sur terre et les phénomènes météorologiques et les vols d'avions commerciaux se produisent.

Les cycles biogéochimiques atmosphériques se produisent également dans la troposphère, comme l'oxygène, l'eau, le CO_₂ et azote. Dans cette couche, la température diminue avec l'altitude, et à la frontière entre elle et la couche suivante est appelée tropopause.

Stratosphère

Vue de la stratosphère

Il est entre 12 et 20 km au-dessus de la surface de la Terre jusqu'à environ 50 km et se sépare en deux couches par densité d'air. Le bas est l'endroit où s'accumule l'air le plus lourd et un supérieur où se trouve l'air plus léger. D'où son nom dérivé du préfixe couches= couches.

La frontière entre cette couche et la suivante s'appelle Stratopousa. Il s'agit d'une couche fondamentale pour la vie sur Terre, tout comme la couche d'ozone.

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Alors que cette couche absorbe la chaleur, la stratosphère augmente la température avec l'altitude, contrairement à ce qui se passe dans la troposphère.

Couche d'ozone (ozonosphère)

La couche d'ozone de la planète nous protège des rayons ultraviolets du soleil

C'est une couche d'ozone composite (ou₃), qui est formé en raison de la dissociation biochimique de l'oxygène (ou₂) Par rayonnement solaire ultraviolet. Ainsi, lorsque ce rayonnement a un impact sur la molécule d'oxygène, il est divisé en deux atomes d'oxygène.

Ensuite, en tenant compte que l'oxygène atomique (O) est très réactif, se lie aux molécules d'oxygène (ou₂) et former l'ozone (ou₃).

Messosphère

Météorites brûlant dans la mésosphère

Son nom vient de Méso = milieu, car il se situe entre la stratosphère et la terme, environ entre 50 et 80 km d'altitude. C'est la couche où les météores brûlent en créant des étoiles éphémères.

Dans cette zone, il y a encore suffisamment de gaz pour produire des frictions et générer de la chaleur, qui ne se produit plus dans les couches supérieures. La frontière entre cette couche et la suivante s'appelle Mesopausa.

Thermosfera

La Station spatiale internationale est située dans le Termosfera

Le nom de cette couche vient de thermos = chaleur, puisque la température est 4.500 degrés Fahrenheit (environ 2.482 ºC). Cependant, ayant suffisamment de molécules de gaz, cette chaleur n'est pas transmise, ainsi que le son.

Cette couche s'étend entre 80 et 700 km d'altitude, et il y a la station spatiale internationale et de nombreux satellites en orbite faible. La frontière entre la thermosfera et la couche suivante de l'atmosphère de flamme de thermopause.

Exosphère

Des satellites en orbite élevée se trouvent dans l'exosphère

Porte le nom dérivé du préfixe Exo = À l'extérieur, car c'est la couche la plus externe de l'atmosphère terrestre; Derrière elle se trouve l'espace extérieur. C'est entre 700 et 10.000 km d'altitude, étant la couche la plus étendue de l'atmosphère.

Il prédomine les gaz plus légers tels que l'hydrogène et l'hélium, mais en très faible densité. Par conséquent, ses molécules sont très séparées les unes des autres, étant une zone très froide et oxygène. Dans l'exosphère est l'endroit où se trouvent des satellites météorologiques et des satellites en orbite élevée.

Fonctions de l'atmosphère terrestre

L'atmosphère a une série de fonctions qui permettent les conditions de l'existence de la vie telle que nous la connaissons.

Gaz vitaux

L'atmosphère contient les gaz fondamentaux pour la vie tels qu'il existe aujourd'hui, qui sont principalement de l'oxygène et du CO_₂.

Ablation atmosphérique

Grâce à l'existence d'une couche comme la mésosphère, la surface de la Terre est protégée de l'impact d'une grande quantité de petits météores. Dans cette couche l'air, bien qu'elle soit rare, il suffit de frotter et de météores pour organiser et être retardé principalement.

Filtre à rayonnement ultraviolet

L'existence de la couche d'ozone dans la stratosphère filtre la plupart du rayonnement ultraviolet, l'empêchant d'atteindre la surface de la Terre. Ceci est d'une grande importance pour divers processus terrestres, y compris la vie, car ce type de rayonnement provoque des mutations et produit un cancer.

Effet de serre

Illustration d'effet de serre

Plusieurs des gaz atmosphériques permettent l'entrée de rayonnement qui chauffe la Terre et fournit de l'énergie pour la photosynthèse et d'autres processus. Tandis que la chaleur générée (rayonnement à ondes longues), est partiellement conservée et réfléchie à nouveau sur la terre.

Cela permet de maintenir une plage de température favorable à la durée de vie sur la planète, avec une température moyenne de 15 ºC. Dans le cas de l'atmosphère, la température moyenne de la planète serait de -18 ºC.

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Variation de la température diurne

La variation pendant la journée de température est déterminée par le chauffage diurne de la couche d'air directement au-dessus du sol par le rayonnement solaire et son refroidissement de la vie nocturne. Bien que d'autres paramètres tels que l'altitude, la couche de nuages ​​présente, l'humidité et l'instabilité atmosphérique influencent également cette variation.

Pression atmosphèrique

C'est la force d'attraction qui a la gravité de la masse d'air sur la Terre (poids d'air), qui varie en fonction de la température, car le plus léger le plus léger est l'air. La combinaison de ces facteurs contribue à la formation du climat, en produisant les vents et ceux-ci à leur tour les courants marins.

Mais en plus, la pression atmosphérique exerce de l'air à la surface de la Terre est adéquate pour l'eau liquide sur Terre.

Densité et vol

L'atmosphère concentre la plus grande proportion de l'air dans sa couche inférieure, la troposphère, qui conditionne une certaine densité. Cette densité d'air est ce qui permet le vol des oiseaux, des insectes, des mammifères volants et le vol mécanisé des êtres humains.

Circulation atmosphérique

Les vents sont causés par des différences de température générées dans l'atmosphère au niveau de la troposphère, provoquant des différences de pression atmosphérique. Cela se produit grâce à l'absorption de la chaleur par certains gaz qui le composent, comme l'oxygène, le CO_₂ et vapeur d'eau.

Lors du chauffage, ces gaz diminuent leur densité, c'est-à-dire que leurs molécules s'éloignent les unes des autres, devenant plus légères et commencent à monter. Cela diminue la pression atmosphérique dans cette zone, créant un vide vers lequel les masses d'air voisines coulent, formant les vents.

Ceux-ci provoquent à leur tour des courants de surface marine qui contribuent à la distribution de la chaleur sur Terre. D'un autre côté, les vents distribuent la vapeur d'eau formée lorsque l'eau qui monte est fraîche et se condense provoquer des pluies.

Formation et évolution

La formation et l'évolution de l'atmosphère terrestre font partie de la formation et de l'évolution du système solaire de la Big Bang.

Formation de système solaire

Illustration de la formation du système solaire. Source: NASA

Il est proposé que notre système se soit formé en raison d'une concentration aléatoire de matière en se déplaçant et en tournant dans l'espace. Il est allé ensemble dans ce qui serait plus tard le centre du système solaire par l'action de la force de gravité.

Par la suite, la matière la plus éloignée du refroidissement central différentiellement et donc les planètes les plus froides sont celles les plus séparées du soleil, qui occupe la position centrale. Ensuite, les planètes ont été formées par une agrégation de particules à différentes distances du centre et selon leur position, elles ont des caractéristiques différentes.

La terre

Le protottierra So-Salled a été formé par l'agrégation de petits corps rocheux célestes (appelés planètes), il y a environ 4.500 millions d'années. Dans ce cas, ces planètes étaient formées d'oxydes, de métaux et de silicates.

Plus tard, en raison de la masse inférieure de la terre, notre planète n'a pas réussi à conserver la plupart de l'hydrogène et d'autres gaz légers. La perte de gaz refroidissait la planète, consolidant un noyau où les éléments les plus lourds en fer et en nickel étaient concentrés.

Tandis que les plus légers comme les silicates formaient le manteau et le cortex, tandis que les gaz se concentraient comme la couche finale. Dans ce domaine, il y avait des gaz si légers qui ont échappé à la force de gravité de la planète en formation.

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L'atmosphère terrestre

L'atmosphère est considérée comme passant par trois étapes de base de cette évolution, qui couvrent l'atmosphère primitive, le secondaire et l'atmosphère biotique.

Atmosphère primitive

On estime que la planète a formé sa première atmosphère 4.450 millions d'années, après l'impact que la pièce s'est formée par la lune. De là, la différenciation planétaire s'est produite dans le noyau, le manteau, le cortex et l'atmosphère.

L'atmosphère était encore très instable en raison de la perte de gaz légers dans l'espace pendant le processus de refroidissement terrestre. Ces gaz légers tels que le néon, l'argon et d'autres ont été perdus dans de grandes proportions parce qu'ils étaient très légers.

Dans cette phase, les gaz dominants étaient ceux de la nébuleuse solaire, de nature réductrice comme l'hydrogène (H₂). Comme d'autres de l'activité volcanique comme le dioxyde de carbone (CO_₂), azote (n₂) et la vapeur d'eau (h_₂O), donc cette atmosphère réduisait fortement.

Atmosphère secondaire

Dans une période de 100 à 500 millions d'années, l'atmosphère a évolué a fait une faible condition réductrice, en fait environ 4.000 millions d'années. C'était entre autres choses à l'attentat tardif, dans lequel ils ont frappé les astéroïdes de la planète riche en carbone et en eau.

Illustration du bombardement précoce. Source: timwether / cc by-sa (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)

Il est prouvé que les météorites et les comètes contiennent une teneur élevée en eau, CO_₂, méthane (ch₄) et l'ammoniac (NH3). D'un autre côté, l'activité volcanique a expulsé de grandes quantités de CO_₂ et n₂.

Au cours de cette période, l'incidence de la vie sur l'atmosphère apparaît déjà, avec l'activité des protobactéries métanogènes environ 4.000 ans. Ces organismes ont consommé CO₂ et produit CH4, donc le premier a été réduit et le deuxième de ces gaz a augmenté.

Atmosphère biotique ou actuelle

La terre aujourd'hui. Source: Apollo 17

On estime que pas plus de 3.100 millions d'années ont commencé à former l'atmosphère biotique oxydante. Cela est dû à l'apparition des premiers organismes photosynitants, c'est-à-dire capables de produire de l'énergie chimique (aliment) à partir de l'énergie solaire.

À l'origine, ils étaient des cyanobactéries, qui lors de l'exécution de leur processus de photosynthèse produite comme déchets d'oxygène. Cela incorporait de grandes quantités d'oxygène dans l'atmosphère, provoquant un changement qualitatif il y a environ 2.400 millions d'années connues comme le grand événement oxydatif.

À son tour, l'augmentation de l'oxygène a provoqué la diminution du méthane due à la recombinaison photochimique. De même, le rayonnement ultraviolet a provoqué la dissociation de l'OR₂, formant l'oxygène atomique (O), qui s'est combiné avec l'oxygène moléculaire (ou₂) formant l'ozone (O3).

Ainsi, une couche d'ozone a été générée dans l'extrosfera, en plus de n₂ a expulsé les volcans qui sont devenus le gaz dominant, car il est peu réactif et ne se forme pas facilement, donc il s'est accumulé dans l'atmosphère.

Les références

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