Атмосфера Земли огромна и простирается так далеко, что даже влияет на маршрут Международной космической станции. Но как формируется и поддерживается эта гигантская газовая оболочка?
Наша атмосфера существует благодаря гравитации Земли. Когда Земля сформировалась около 4,5 миллиардов лет назад, на расплавленной планете почти не было атмосферы. По данным Смитсоновского центра экологических исследований (SERC), по мере того, как мир остывает, его атмосфера формируется в основном из вулканических газов.
Эта древняя атмосфера сильно отличалась от сегодняшней; По данным SERC, она содержала сероводород, метан и в 10-200 раз больше углекислого газа, чем современная атмосфера.
«Мы полагаем, что у Земли изначально была атмосфера, подобная Венере, с азотом, углекислым газом, возможно, метаном» - сказал Джереми Фрей, профессор физики и химии Саутгемптонского университета в Соединенном Королевстве. «Потом жизнь как-то началась на дне океана».
Примерно через 3 миллиарда лет фотосинтетическая система эволюционировала, а это означает, что одноклеточные организмы используют солнечную энергию для преобразования молекул углекислого газа и воды в сахар и кислород. По словам Фрея, это резко повышает уровень кислорода. «И это, можно сказать, самое большое загрязнение, которое когда-либо делала жизнь, потому что оно медленно преобразует планету», - объясняет он.
Сегодня атмосфера Земли состоит примерно на 80% из азота и на 20% из кислорода. По данным Национального центра атмосферных исследований США (NCAR), эта атмосфера также содержит минимальное количество аргона, двуокиси углерода, водяного пара и ряда других газов.
Атмосфера защищает Землю от резких солнечных лучей и снижает перепады температур, действуя как пушистая оболочка вокруг планеты. .
Есть несколько различных типов парниковых газов; наиболее важными из них являются двуокись углерода, водяной пар, метан и закись азота. Без парникового эффекта температура Земли будет ниже нуля.
Однако сегодня парниковые газы вышли из-под контроля. По данным NCAR, поскольку люди выбрасывают в атмосферу больше углекислого газа, парниковый эффект Земли становится сильнее. В свою очередь, климат планеты становится теплее.
Интересно, что ни на одной другой планете во Вселенной нет такой атмосферы. У Марса и Венеры есть атмосфера, но они не могут поддерживать жизнь (или, по крайней мере, земную жизнь), потому что им не хватает кислорода. На самом деле атмосфера Венеры в основном состоит из углекислого газа с облаками серной кислоты, «воздух» такой густой и горячий, что там никто не может дышать. По данным НАСА, плотная атмосфера Венеры, насыщенная углекислым газом, является тепловой ловушкой, что делает ее самой горячей планетой в нашей солнечной системе. Температура поверхности достаточно высока, чтобы расплавить свинец.
«Тот факт, что у Земли есть атмосфера, чрезвычайно необычен для планет Солнечной системы, потому что атмосфера Земли сильно отличается от атмосферы любой из других планет» - говорит Фрей. «Например, давление Венеры составляет около 90 атмосфер, что на Земле эквивалентно погружению на 914 метров под водой.
«Первый российский космический корабль, который отправился к Венере, сделал записи всего за несколько секунд, а затем был разбит» - сказал Фрей. «Никто никогда не знал, насколько там жарко».
«Земле нужна подходящая атмосфера для существования жизни» - сказал Фрей. «Она создала эту атмосферу и условия для жизни в этой атмосфере. Атмосфера - неотъемлемая часть биологической системы Земли.
