Атмосфера та її захисні функції
Тести та шпаргалки

Атмосфера та її захисні функції


Атмосфера та її захисні функції.

Наземне життя вразливе до космічних променів і потребує постійного і надійного захисту від них. Повітряна оболонка Землі, як і будь-який зовнішній покрив, також виконує захисні функції. Хоча за нашими повсякденними мірками атмосфера не вписується в поняття засобу захисту, саме «невагоме» повітря є надійним бар’єром від руйнівного впливу космосу.

Прорвати цю «броню» можуть лише великі метеорити з початковою масою десятків і сотень тонн — як відомо, надзвичайне явище. Менші метеорити – не рідкість. Щодня до 200 метеоритів пронизують небо над Москвою, наприклад, повністю згоряючи в атмосфері.
Енергія надходить від Сонця до Землі, а отже, і сама можливість життя. Але атмосфера «вимірює» життєву дозу сонячної енергії. Без нього вдень Сонце нагрівало б земну поверхню до +100°С, а вночі до -100°С його крижаний космос охолоджувався б; Добова різниця температур у 200 градусів значно перевищує виживання більшості живих організмів.
Коли Олексій Леонов вперше вийшов у відкритий космос, його життя і здоров’я захищав найміцніший скафандр. А на Землі нас надійно захищає повітряна ковдра.
Кожну секунду на верхню межу атмосфери падає потужний потік сонячних та інших космічних випромінювань широкого діапазону хвиль і енергій: — гамма-випромінювання, рентгенівське випромінювання, ультрафіолетове випромінювання, видиме світло, інфрачервоне випромінювання тощо. з них досягли земної поверхні, то миттєво смертельна їхня енергія спалила б усе живе. Цього не відбувається, і життя на Землі існує завдяки атмосфері.
При всьому різноманітті випромінювання атмосфера залишає лише два «вікна прозорості», дві вузькі «щілини», через які проникають деякі радіохвилі, а також світло з частиною ультрафіолетових та інфрачервоних променів. Головну роль у цьому відіграють іоносфера та озоновий екран на висоті 20-55 км. Хоча озон надзвичайно розріджений, саме тут більшість енергії ультрафіолетових променів витрачається на руйнування молекул кисню. Проціджені через озоновий фільтр, вони все ще небезпечні для деяких мікроорганізмів, включаючи патогени, і корисні для людей.

Зрештою, світло і тепло, які приносять життя на Землю, проходять через атмосферу; все, що сіє смерть, стримується атмосферою.
Клімат і погода. Атмосфера регулює найважливіші кліматичні параметри – вологість, температуру, тиск.
Накопичення крапельок вологи або кристалів льоду, тобто утворення хмар, можливе лише за наявності в повітрі ядер конденсації — твердих частинок діаметром сотих часток мікрометра, або, простіше кажучи, найдрібнішого пилу. В абсолютно «стерильній» атмосфері дощ неможливий.
Вертикальні і горизонтальні переміщення теплих і холодних, сухих і вологих повітряних мас, локальний розподіл температур і опадів, тобто формування погоди, здійснюються за рахунок перепадів атмосферного тиску і виникнення вітрів.
Роль атмосфери в кругообігу речовин. Кругообіги кисню, вуглецю, азоту, води обов’язково проходять через атмосферну стадію. Повітряний басейн діє як гігантський резервуар, де всі ці речовини накопичуються і, головне, поширюються по земній кулі. Таким чином, здійснюється регулювання швидкості та інтенсивності кругообігу речовин у природі.

Атмосфера є частиною життєвого середовища. Для більшості жителів суші, включаючи людей, важливі фізичні властивості атмосфери.
Атмосферний тиск на поверхні Землі (близько 9,8 х 104 Па) називають нормальним. Це норма існування наземних організмів, яку ми, як і будь-яку норму, не помічаємо, хоча на людину тисне 10-12 тонн повітря. Для нас помітні лише відхилення від нього: при зниженні тиску на висоті близько 5 тис. метрів з’являються ознаки «гірської хвороби» (запаморочення, нудота, слабкість); при зануренні у воду на глибину до 10 м тиск помітно впливає на організм людини (біль у барабанних перетинках, задишка тощо). В абсолютному вакуумі смерть настає миттєво.
Для живих організмів надзвичайно важлива прозорість, тобто проникність атмосфери для сонячного випромінювання — видимого, ультрафіолетового, інфрачервоного. Кількість і якість світла визначають інтенсивність фотосинтезу — єдиного природного процесу фіксації сонячної енергії на Землі. Підвищення рівня ультрафіолетового випромінювання може призвести до опіків та інших хворобливих явищ, зниження створює умови для масового розмноження збудників. Встановлено комплексний вплив прозорості на тепловий баланс Землі, про що детальніше буде сказано нижче. Сучасні зміни прозорості атмосфери значною мірою визначаються антропогенними впливами, що вже призвело до низки серйозних проблем.
Стан газового балансу дуже важливий для біосфери. Понад 3/4 повітря становить азот, який Лавуазьє назвав «неживим». Він входить до основного принципу носіїв життя — білків і нуклеїнових кислот. Правда, атмосферний азот не бере безпосередньої участі в їх синтезі, але є гігантським резервуаром первинної «сировини» як для діяльності азотфіксуючих мікроорганізмів і водоростей, так і для промисловості азотних добрив. Масштаби і особливо темпи зростання промислової азотфіксації вже вносять певні корективи в уявлення про невичерпність його запасів в атмосфері.
Сказане ще більше стосується кисню, який становить четверту частину всіх атомів живої речовини. Без кисню неможливе дихання, а отже, і енергія багатоклітинних тварин. Однак кисень є відходом, який виділяється фотосинтезувальними організмами. Накопичення лише 1% кисню під час взаємної еволюції атмосфери та біосфери створило умови для швидкого розвитку сучасних форм життя. Тоді ж утворився озоновий екран – захист від космічних променів високої енергії. Зменшення вмісту кисню в атмосфері спричинило б уповільнення життєвих процесів. Втрата кисню призведе до неминучої заміни аеробних форм життя на анаеробні.
Вуглекислого газу в атмосфері Землі міститься лише 0,03%. Але сьогодні вона є предметом великої уваги та значного занепокоєння. При збільшенні частки вуглекислого газу лише до 0,1% тварини відчувають утруднення дихання, більше 4% вуглекислого газу в повітрі означає надзвичайну ситуацію. Навіть досить незначні (на тисячні частки відсотка) зміни вмісту вуглекислого газу в атмосфері змінюють її проникність для теплових променів, відбитих від земної поверхні.
Життя на Землі без атмосфери неможливе. Але це неможливо і без води, і без поживних речовин, і без багатьох інших речей. Без їжі людина може прожити тижні, без води – дні, без повітря – хвилини, без захисту атмосфери – секунди.
Такі разючі відмінності виправдовуються, зокрема, різною здатністю організму накопичувати ті чи інші речовини. У середньому за добу людина споживає понад 500 л кисню, пропускаючи через легені понад 10 тис. л (близько 12 кг) повітря і 1,5-2 кг води та їжі.
Ще одна істотна обставина. В ході еволюції тварини виробили багатоступінчасті і досить надійні системи захисту від отруйних та інших шкідливих для організму речовин природного походження (неякісна вода і їжа, пил, дим тощо). Тому і тварини, і людські організми виявилися абсолютно беззбройними проти того, чого немає в їх природному середовищі існування – проти отруйних газів без кольору, запаху і смаку, яких багато в техногенних викидах: оксиду азоту (II), свинцю в автомобілі. вихлопні гази, чадний газ (CO) та багато інших сполук. У цих випадках наші дихальні шляхи безперешкодно пропускають і еліксир життя, і смертельну отруту, не маючи можливості їх розрізнити.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *