Sammensetning av atmosfærisk luft og forurensende stoffer

den atmosfærisk luftkomposisjon eller atmosfæren er definert av andelen av de forskjellige gassene som finnes i den, som har vært i konstant variasjon gjennom jordens historie. Atmosfæren på planeten i formasjonen inneholdt hovedsakelig H₂ og andre gasser som CO₂ og H₂O. For omtrent 4.400 millioner år siden ble atmosfærisk luftkomposisjon hovedsakelig beriget CO₂.

Med utseendet på livet på jorden oppstod en akkumulering av metan (CH₄) i atmosfæren, siden de første organismene var metanogener. Senere dukket opp fotosyntetiske organismer, som beriket atmosfærens luft av O₂.

Sammensetningen av atmosfærisk luft i dag kan deles i to store lag, differensiert i deres kjemiske sammensetning; homosfæren og heterosfæren.

Homosfæren ligger fra 80 til 100 km over havet og består hovedsakelig av nitrogen (78%), oksygen (21%), argon (mindre enn 1%), karbondioksid, ozon, helium, hydrogen og metan. , blant annet elementer tilstede i svært små proporsjoner.

Heterosfera består av gasser med lav molekylvekt og ligger over 100 km høyde. Det første laget presenterer N₂ molekylær, den andre atomiske O, den tredje helium og den siste er dannet av atom hydrogen (H).

index

• 1 historie
  • 1.1 Antikkens Hellas
  • 1.2 Oppdagelse av atmosfærisk luftkomposisjon
• 2 egenskaper
  • 2.1 Opprinnelse
  • 2.2 Struktur
• 3 Sammensetning av primitiv atmosfærisk luft
  • 3.1 Akkumulering av CO2
  • 3.2 Livets opprinnelse, akkumulering av metan (CH4) og reduksjon av CO2
  • 3.3 Flott oksidativ hendelse (akkumulering av O2)
  • 3.4 Atmosfærisk nitrogen og dets rolle i livets opprinnelse
• 4 Sammensetning av nåværende atmosfærisk luft
  • 4.1 Homosphere
  • 4.2 Heterosphere
• 5 referanser

historie

Studier på atmosfærisk luft begynte for mange år siden. I det øyeblikket de primitive sivilisasjonene oppdaget ild, begynte de å få en ide om eksistensen av luft.

Antikkens Hellas

I løpet av denne perioden begynte de å analysere hvilken luft som er og hvilken funksjon den oppfyller. For eksempel anså Anaxímades de Mileto (588 a.c.-524 a.C.) at luften var grunnleggende for livet, siden de levende varene ble matet av dette elementet.

På den annen side anså Empedocles de Acragas (495 a.c.-435 a.c.) at det var fire grunnleggende elementer for livet: vann, jord, brann og luft..

Aristoteles (384 a.c.-322 a.C.) anså også at luften var et av de essensielle elementene for levende vesener.

Oppdagelse av atmosfærisk luftkomposisjon

I 1773 oppdaget den svenske kjemikeren Carl Scheele at luften var sammensatt av nitrogen og oksygen (stiv luft). Senere, i 1774 bestemte britiske Joseph Priestley at luften var sammensatt av en blanding av elementer og at en av disse var avgjørende for livet.

I 1776 kalte franskmannen Antoine Lavoisier oksygen det elementet han isolerte fra den termiske dekomponering av kvikksølvoksyd.

I 1804 analyserte naturforskeren Alexander von Humboldt og den franske kjemikeren Gay-Lussac luften fra forskjellige deler av verden. Forskerne fastslår at atmosfærisk luft har en konstant sammensetning.

Det var ikke til slutten av det nittende og det tidlige tjuende århundre, da de andre gassene som er en del av atmosfærisk luft ble oppdaget. Blant disse har vi argon i 1894, deretter helium i 1895, og andre gasser (neon, argon og xenon) i 1898.

funksjoner

Den atmosfæriske luften er også kjent som atmosfære og er en blanding av gasser som dekker planeten Jorden.

kilde

Det er lite kjent om opprinnelsen til jordens atmosfære. Det antas at etter separasjonen fra solen, var planeten omgitt av en konvolutt med meget varme gasser.

Disse gassene var muligens reduserbare og kommer fra solen, som hovedsakelig består av H₂. Andre gasser var sannsynligvis CO₂ og H₂Eller utsendes av intens vulkansk aktivitet.

Det foreslås at en del av gassene tilstede avkjøles, kondenseres og ga opphav til havene. De andre gassene forblev danner atmosfæren og andre ble lagret i bergarter.

struktur

Atmosfæren dannes av forskjellige konsentriske lag adskilt av overgangssoner. Den øvre grensen til dette laget er ikke klart definert, og noen forfattere plasserer den over 10.000 km over havnivået.

Tiltrengningen av tyngdekraftens kraft og måten gass komprimeres på, påvirker dens fordeling på jordens overflate. Dermed ligger den største andelen av sin totale masse (ca 99%) i de første 40 km over havet.

De forskjellige nivåene eller lagene av atmosfærisk luft har en forskjellig kjemisk sammensetning og temperaturvariasjoner. Ifølge det vertikale arrangementet, fra nærmeste lengst fra jordoverflaten, er følgende lag kjent: troposfæren, stratosfæren, mesosfæren, termosfæren og eksosfæren.

Med hensyn til kjemisk sammensetning av atmosfærisk luft defineres to lag: homosfæren og heterosfæren.

homosphere

Den ligger i de første 80-100 km over havet, og sammensetningen av gasser i luften er homogen. I dette ligger troposfæren, stratosfæren og mesosfæren.

heterosphere

Den er tilstede over 100 km og kjennetegnes fordi sammensetningen av gasser tilstede i luften er variabel. Det faller sammen med termosfæren. Gassblandingen varierer i forskjellige høyder.

Sammensetning av primitiv atmosfærisk luft

Etter jordens dannelse, for ca 4500 millioner år siden, begynte gasser som dannet atmosfærisk luft å samle seg. Gassene kom hovedsakelig fra jordens mantel, så vel som fra virkningen med planetesimaler (aggregater av materie som stammer fra planeter).

Akkumulering av CO₂

Den store vulkanske aktiviteten på planeten begynte å frigjøre forskjellige gasser inn i atmosfæren, for eksempel N₂, CO₂ og H₂O. Karbondioksid begynte å samle seg, siden karbonering (CO-fiksering)₂ atmosfærisk i form av karbonater) var knappe.

Faktorer som påvirket CO-fiksering₂ på denne tiden var de regner med svært lav intensitet og et svært redusert kontinentalt område.

Livets opprinnelse, metanakkumulering (CH₄) og reduksjon i CO₂

De første levende vesener som dukket opp på planeten, brukte CO₂ og H₂ å utføre puste. Disse første organismene var anaerobe og metanogene (de produserte en stor mengde metan).

Metan akkumuleres i atmosfærisk luft, fordi dekomponeringen var svært langsom. Den dekomponerer ved fotolyse og i en atmosfære som er nesten fri for oksygen, kan denne prosessen ta opptil 10.000 år.

Ifølge noen geologiske oversikter var det en reduksjon i CO på ca. 3.500 millioner år siden₂ i atmosfæren, som har vært forbundet med den CH rik luft₄ intensiverte regnet, favoriserer karbonatisering.

Stor oksidativ hendelse (akkumulering av O₂)

Det regnes som om 2400 millioner år siden mengden O₂ På planeten nådde det viktige nivåer i atmosfærisk luft. Akkumuleringen av dette elementet er forbundet med utseendet av fotosyntetiske organismer.

Fotosyntese er en prosess som gjør at organiske molekyler kan syntetiseres fra andre uorganiske molekyler i nærvær av lys. Under sin forekomst blir O utgitt₂ som et sekundært produkt.

Den høye fotosyntetiske hastigheten produsert av cyanobakteriene (første fotosyntetiske organismer) endret sammensetningen av atmosfærisk luft. Store mengder av O₂ som ble utgitt, kom tilbake til atmosfæren mer og mer oksiderende.

Disse høye nivåene av O₂ påvirket akkumuleringen av CH₄, siden det akselererte fotolyseprosessen av denne forbindelsen. Ved å redusere metan i atmosfæren drastisk, reduserte temperaturen på planeten og en istid oppsto..

En annen viktig effekt av akkumuleringen av O₂ På planeten var det dannelsen av ozonlaget. Den O₂ atmosfærisk dissocieres ved effekten av lys og danner to partikler av atom oksygen.

Det atomiske oksygen rekombinerer med O₂ molekylær og danner O₃ (Ozon). Ozonlaget danner en beskyttende barriere mot ultrafiolett stråling, noe som tillater utvikling av liv på jordens overflate.

Det atmosfæriske nitrogenet og dets rolle i livets opprinnelse

Kväve er en viktig komponent i levende organismer, siden det er nødvendig for dannelsen av proteiner og nukleinsyrer. Imidlertid er N₂ atmosfærisk kan ikke brukes direkte av de fleste organismer.

Fiksering av nitrogen kan være biotisk eller abiotisk. Den består av kombinasjonen av N₂ med O₂ eller H₂ for å danne ammoniakk, nitrater eller nitritter.

Innholdet i N₂ i atmosfærisk luft har de vært mer eller mindre konstant i jordens atmosfære. I løpet av tiden CO akkumulering₂, N fiksering₂ Det var i utgangspunktet abiotisk, ved dannelse av nitrogenoksid, dannet ved fotokjemisk dissosiasjon av H-molekyler.₂O og CO₂ det var kilden til O₂.

Når reduksjonen oppstod CO nivåer₂ i atmosfæren reduserte graden av dannelse av nitrogenoksid drastisk. Det antas at i løpet av denne tiden oppsto de første biotiske ruter av fiksering av N₂.

Sammensetning av nåværende atmosfærisk luft

Den atmosfæriske luften dannes av en blanding av gasser og andre ganske komplekse elementer. Dens sammensetning påvirkes hovedsakelig av høyde.

homosphere

Det har blitt fastslått at kjemisk sammensetning av tørr atmosfærisk luft ved havnivå er ganske konstant. Nitrogen og oksygen utgjør ca. 99% av homosfærens masse og volum.

Det atmosfæriske nitrogenet (N₂) er i en andel på 78%, mens oksygen utgjør 21% av luften. Det neste rikeligste elementet av atmosfærisk luft er argon (Ar), som opptar mindre enn 1% av totalvolumet.

Det er andre elementer som er av stor betydning, selv når de er i små andeler. Kullsyre (CO₂) er tilstede i en andel på 0,035% og vanndamp kan variere mellom 1 og 4%, avhengig av regionen.

Ozon (O₃) er funnet i en andel på 0,003%, men det utgjør en viktig barriere for beskyttelse av levende vesener. Også i samme andel finner vi flere edle gasser som neon (Ne), krypton (Kr) og xenon (Xe).

I tillegg er det nærvær av hydrogen (H₂), nitrogenoksider og metan (CH₄) i svært små mengder.

Et annet element som er en del av sammensetningen av atmosfærisk luft er det flytende vannet som finnes i skyene. På samme måte finner vi faste elementer som sporer, pollen, aske, salter, mikroorganismer og små iskrystaller..

heterosphere

På dette nivået bestemmer høyden hvilken type gass som er dominerende i atmosfærisk luft. Alle gasser er lette (lavmolekylære) og er organisert i fire forskjellige lag.

Det er verdsatt at når høyden øker, har de mest store gassene en lavere atommasse.

Mellom 100 og 200 km høyde, er det en større overflod av molekylært nitrogen (N₂). Vekten av denne molekylen er 28,013 g / mol.

Det andre laget av heterosfera er i overensstemmelse med atom O og ligger mellom 200 og 1000 km på havnivået. Den atomiske O har en masse på 15,999, som er mindre tung enn N₂.

Senere fant vi et lag helium mellom 1000 og 3500 km høyt. Helium har en atommasse på 4,00226.

Det siste laget av heterosfæren utgjøres av atom hydrogen (H). Denne gassen er den letteste i det periodiske bordet, med en atommasse på 1,007.

referanser

1. Katz M (2011) Materialer og råmaterialer, Luft. Didaktisk veiledning Kapittel 2. Nasjonalt institutt for teknologisk utdanning, Undervisningsdepartementet. Buenos Aires Argentina. 75 pp
2. Munker PS, C Granier, S Fuzzi et al. (2009) Atmosfærisk sammensetningsendring - global og regional luftkvalitet. Atmosfærisk miljø 43: 5268-5350.
3. Pla-García J og C Menor-Salván (2017) Den kjemiske sammensetningen av jordens primitive atmosfære. Quim 113: 16-26.
4. Rohli R og Vega A (2015) klimatologi. Tredje utgave. Jones og Bartlett Learning. New York, USA. 451 pp.
5. Saha K (2011) Jordens atmosfære, dens fysikk og dynamikk. Springer-Verlag. Berlin, Tyskland.367 pp.