Pysymme hengissä planeetallamme koko Maata ympäröivän vaihtelevan kaasukerroksen ansiosta. Tämä kerros pysyy Maassa painovoiman ansiosta. Kyseessä on Maan ilmakehä , ja sen tarkkaa paksuutta on vaikea määrittää, koska sitä muodostavat kaasut ohenevat korkeuden kasvaessa ja katoavat käytännössä muutaman sadan kilometrin korkeuteen maanpinnasta.
Ilmapiiri täyttää planeetan elämän eri toiminnot, ja ellei sitä olisi, emme voisi saada elämää sellaisena kuin me sen tunnemme. Haluatko tietää kaiken ilmapiiristä?
Ilmakehän koostumus
Ilmakehä koostuu kaasuseoksesta, joista suurin osa on keskittynyt ns. Homosfääriin, joka ulottuu maasta 80-100 kilometrin korkeuteen. Itse asiassa tämä kerros sisältää 99,9% ilmakehän kokonaismassasta.
Ilmakehän muodostavista kaasuista tärkeimmät ovat typpi (N2), happi (O2), argon (Ar), hiilidioksidi (CO2) ja vesihöyry. On tärkeää tietää, että näiden kaasujen pitoisuus vaihtelee korkeuden mukaan, ja vesihöyryn vaihtelut ovat erityisen merkittäviä, koska se on tiivistynyt pääasiassa pinnan lähellä oleviin kerroksiin.
Ilman muodostavien kaasujen läsnäolo on välttämätöntä elämän kehittymiselle maapallolla. Toisaalta O2 ja CO2 mahdollistavat eläinten ja kasvien elintärkeiden toimintojen suorittamisen, ja toisaalta vesihöyryn ja CO2:n läsnäolo mahdollistaa elämälle suotuisat lämpötilat maapallolla. Vesihöyryä ja CO2:ta sekä muita harvinaisempia kaasuja, kuten metaania ja otsonia, kutsutaan kasvihuonekaasuiksi . Auringon säteily voi helposti kulkea näiden kaasujen läpi, mutta Maan lähettämä säteily (aurinkoenergian lämmittämänä) absorboituu osittain niihin, eikä se pääse kokonaan avaruuteen. Tämän kasvihuoneilmiön ansiosta voimme elää vakaassa lämpötilassa. Ilman näitä lämpöä sitovia kaasuja, jotka synnyttävät tämän ilmiön, maapallon keskilämpötilat olisivat alle -15 celsiusastetta. Kuvittele, että nämä lämpötilat olisivat lähes ympäri vuoden; elämä maapallolla sellaisena kuin me sen tunnemme, olisi mahdotonta.
Ilmakehässä ilman tiheys, koostumus ja lämpötila vaihtelevat korkeuden mukaan. Tämä tarkoittaa, että jokaisella ilmakehän kerroksella on omat ominaisuutensa, kuten voidaan nähdä ilmakehän rakenteesta ja myös tästä ilmakehän koostumusta käsittelevästä artikkelista.
Ilmakehän kerrokset
Ilmakehä jaetaan useisiin kerroksiin niiden koostumuksen, tiheyden ja lämpötilan perusteella. Tässä on lyhyt yhteenveto ilmakehän kerroksista.
Troposfääri: Tämä on alin kerros, jossa elämä kehittyy ja jossa useimmat sääilmiöt esiintyvät. Se ulottuu noin 10 km:n korkeuteen navoilla ja 18 km:n korkeuteen päiväntasaajalla. Troposfäärissä lämpötila laskee vähitellen korkeuden kasvaessa ja saavuttaa -70 °C:n. Sen yläraja on tropopaussi.
Stratosfääri: Tässä kerroksessa lämpötila nousee noin -10 °C:een noin 50 km:n korkeudessa. Tässä kerroksessa sijaitsee otsonin korkein pitoisuus, "otsonikerros". Otsoni on kaasu, joka absorboimalla osan Auringon ultravioletti- ja infrapunasäteilystä mahdollistaa elämälle suotuisat olosuhteet Maan pinnalla. Tämän kerroksen ylintä kerrosta kutsutaan stratopaussiksi.
Mesosfääri: Tässä kerroksessa lämpötila laskee jälleen korkeuden kasvaessa ja saavuttaa -140 °C:n. Se ulottuu 80 km:n korkeuteen, jonka päässä on mesopaussi.
Termosfääri: Tämä on uloin kerros, joka ulottuu useiden satojen kilometrien korkeuteen ja jonka lämpötilat nousevat jopa 1000 °C:een. Täällä kaasujen tiheys on hyvin alhainen ja ne ovat ionisoituneita. Jos haluat lisätietoja lämpötilan vaihtelusta korkeuden mukaan , voit tutustua lisäresursseihin.
Miksi ilmapiiri on tärkeä?
Ilmakehämme on tärkeä useista syistä. Enemmän kuin tärkeää, meidän pitäisi sanoa, että se on välttämätön. Ilmakehän ansiosta elämä voi kehittyä planeetallamme, koska se absorboi suuren osan auringon ultraviolettisäteilystä otsonikerrokseen. Jos meteoriitti osuisi Maan kiertoradalle ja osuisi meihin, ilmakehä hajottaisi sen tomuksi kitkan vuoksi, jonka se kokee joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa . Ilman ilmakehää näiden kappaleiden törmäysnopeus olisi niiden oman inertianopeuden summa avaruudessa (mitattuna planeetaltamme) ja Maan painovoiman aiheuttaman kiihtyvyyden summa, joten ilmakehä on erittäin tärkeä.
On myös tärkeää mainita, että Maan ilmakehän koostumus ei ole aina ollut sama . Miljoonien vuosien ajan sen koostumus on muuttunut, mikä on johtanut erilaisten elämänmuotojen syntymiseen. Esimerkiksi kun ilmakehässä oli hyvin vähän happea, metaani sääteli ilmastoa ja metanogeeninen elämä oli vallitsevaa. Syanobakteerien ilmestymisen jälkeen ilmakehän happimäärä lisääntyi, mikä mahdollisti erilaisten elämänmuotojen, kuten kasvien, eläinten ja ihmisten, syntymisen. Tämä prosessi liittyy Maan ilmakehän merkitykseen.
Toinen tärkeä ilmakehän tehtävä on magnetosfääri. Tämä on Maan ulkopuolella sijaitseva ilmakehän alue, joka suojaa meitä ohjaamalla pois sähkömagneettista säteilyä kuormittavia aurinkotuulia . Maan magneettikentän ansiosta aurinkomyrskyt eivät tuhoa meitä.
Ilmakehällä on ratkaiseva rooli biogeokemiallisten syklien kehityksessä. Sen nykyinen koostumus johtuu kasvien suorittamasta fotosynteesistä. Se säätelee myös ilmastoa ja ympäristöä, jossa ihmiset elävät (troposfäärissä), synnyttäen meteorologisia ilmiöitä, kuten sadetta (josta saamme vettä), ja ylläpitäen tarvittavia typpi-, hiili- ja happipitoisuuksia. Lisäksi sen tutkiminen on olennaista sellaisten näkökohtien ymmärtämiseksi kuin pilvien vertikaalinen ulottuvuus.
Ihmisen toiminta ilmakehässä
Valitettavasti ihmiset muuttavat ilmakehän koostumusta. Teollinen toiminta lisää kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin ja metaanin, päästöjä sekä typen oksidien päästöjä, jotka aiheuttavat happosateita.
Näiden kasvihuonekaasujen jatkuva lisääntyminen aiheuttaa ilmaston lämpenemistä. Keskilämpötilat kaikkialla planeetalla nousevat, mikä horjuttaa kaikkien ekosysteemien tasapainoa. Tämä aiheuttaa ilmastonmuutosta, joka puolestaan laukaisee muutoksia säämalleissa. Esimerkiksi ilmastonmuutos lisää äärimmäisten sääilmiöiden, kuten hurrikaanien, tornadojen, tulvien ja kuivuuden, esiintymistiheyttä ja voimakkuutta. Se myös häiritsee sellaisten ilmiöiden kuin El Niño ja La Niña kiertokulkua, monet lajit muuttavat tai kuolevat elinympäristöjensä muutosten vuoksi, jäätiköt sulavat, mikä johtaa merenpinnan nousuun, ja niin edelleen. Ymmärtääksesi paremmin ilmaston lämpenemisen vaikutuksia ilmakehään, voit lukea lisää tästä aiheeseen liittyvästä artikkelista, joka käsittelee kaupunkeja, jotka saattavat kadota.
Kuten näette, ilmakehällä on keskeinen rooli planeettamme elämässä , minkä vuoksi meidän on torjuttava ilmastonmuutosta ja varmistettava, että kasvihuonekaasupitoisuudet vakiintuvat sellaiseksi kuin ne olivat aiemmin, ennen teollista vallankumousta.
