Atmosfer - Atmosphere

Mars gezegeni , ince gaz katmanlarından oluşan bir atmosfere sahiptir.
Dünya çevresindeki atmosferik gazlar, mavi ışığı (daha kısa dalga boyları) ışıktan daha fazla, görünür spektrumun kırmızı ucuna (daha uzun dalga boyları) doğru saçar ; Bu şekilde, bir mavi zaman ufku ışıma görülmektedir Dünya gözlemleyerek gelen uzaydan .
Dünya atmosferinin katmanlarının bir diyagramı

Bir atmosfer (gelen eski Yunanca ἀτμός (atmos)  'buhar, buhar, ve σφαῖρα (sphaîra)  'küre')' in bir tabakadır gaz ya da bir zarf gazların tabakaları gezegen ve yerinde tutulur yerçekimi gezegenimsinin vücut. Bir gezegen, yerçekimi büyük ve atmosferin sıcaklığı düşük olduğunda bir atmosferi korur . Bir yıldız atmosferi , opak fotosferin üzerindeki katmanları içeren bir yıldızın dış bölgesidir ; düşük sıcaklıktaki yıldızlar, bileşik moleküller içeren dış atmosferlere sahip olabilir .

Dünya atmosferi oluşmaktadır azot (% 78), oksijen (% 21), argon (% 0.9), karbon dioksit (% 0.04) ve eser gazlar. Çoğu organizma solunum için oksijen kullanır ; yıldırım ve bakteriler , nükleotidler ve amino asitler yapmak için kullanılan amonyak üretmek için nitrojen fiksasyonu gerçekleştirir ; bitkiler , algler ve siyanobakteriler fotosentez için karbondioksit kullanır . Atmosferin katmanlı bileşimi, organizmaları genetik hasardan korumak için güneş ışığı , ultraviyole radyasyon, güneş rüzgarı ve kozmik ışınların zararlı etkilerini en aza indirir . Dünya'nın atmosferi mevcut kompozisyon biyokimyasal yıl milyarlarca ürünüdür modifikasyonu ait paleoatmosphere canlılar tarafından.

Kompozisyon

Atmosferi ilk gaz halindeki bileşim, kimya ve yerel sıcaklığı ile belirlenir güneş bulutsu bir başka gezegen oluşturulur ve uygun bir atmosfer içerisinden bir miktar gazların daha sonra bir kaçış. Gezegenlerin orijinal atmosferi, kendi üzerine çöken ve daha sonra Güneş sisteminin gezegenlerini oluşturmak üzere yoğunlaşan bir dizi aralıklı gaz ve madde halkasına bölünen dönen bir gaz diskinden kaynaklandı. Venüs ve Mars gezegenlerinin atmosferleri esas olarak karbondioksit ve nitrojen , argon ve oksijenden oluşur .

Dünya atmosferinin bileşimi, sürdürdüğü yaşamın yan ürünleri tarafından belirlenir. Dünya atmosferinden gelen kuru hava (gaz karışımı) %78.08 nitrojen, %20.95 oksijen, %0.93 argon, %0.04 karbon dioksit ve eser miktarda hidrojen, helyum ve diğer "soy" gazları (hacimce) içerir, ancak genel olarak değişkendir. deniz seviyesinde ortalama olarak %1 oranında su buharı da mevcuttur.

Düşük sıcaklıklar ve güneş sisteminin en yüksek yerçekimi dev gezegenlerin - Jüpiter , Satürn , Uranüs ve Neptün onları daha kolay düşük olan gazların korumak için -izin moleküler kitlelere . Bu gezegenler, eser miktarda daha karmaşık bileşikler içeren hidrojen-helyum atmosferlerine sahiptir.

Dış gezegenlerin iki uydusu önemli atmosferlere sahiptir. Satürn'ün uydusu Titan ve Neptün'ün uydusu Triton'un atmosferleri çoğunlukla nitrojendir . Plüton , yörüngesinin Güneş'e en yakın kısmındayken, Triton'unkine benzer bir nitrojen ve metan atmosferine sahiptir, ancak bu gazlar Güneş'ten uzaklaştığında donar.

Güneş Sistemi'ndeki diğer cisimler , dengede olmayan son derece ince atmosferlere sahiptir. Bunlara Ay ( sodyum gazı), Merkür (sodyum gazı), Europa (oksijen), Io ( kükürt ) ve Enceladus ( su buharı ) dahildir.

Atmosferik bileşimi belirlenen ilk ötegezegen, Pegasus takımyıldızındaki bir yıldızın etrafında yakın yörüngeye sahip bir gaz devi olan HD 209458b'dir . Atmosferi 1.000 K'nin üzerindeki sıcaklıklara ısıtılır ve sürekli olarak uzaya kaçar. Gezegenin şişirilmiş atmosferinde hidrojen, oksijen, karbon ve kükürt tespit edildi.

Yapı

toprak

Dünya atmosferi, belirli gaz bileşimi, sıcaklık ve basınç gibi farklı özelliklere sahip katmanlardan oluşur. Atmosfer en alt tabakasıdır troposfer altına planet yüzeyinden, stratosferde . Troposfer, atmosfer kütlesinin yüzde 75'ini içerir ve havanın meydana geldiği atmosferik katmandır; Troposferin yüksekliği ekvatorda 17 km, kutuplarda 7,0 km arasında değişir. Stratosfer, troposferin tepesinden mezosferin dibine kadar uzanır ve 15 km ile 35 km arasında bir yükseklikte ozon tabakasını içerir ve Dünya'nın Güneş'ten aldığı ultraviyole radyasyonun çoğunu emen atmosferik tabakadır. . Mezosferin tepesi 50 km ile 85 km arasında değişir ve çoğu meteorun gezegen yüzeyine ulaşmadan önce yakıldığı katmandır . Termosfer tabanına 85 km yükseklikte uzanan exosphere 400 km ve içerdiği iyonosferi güneş ışınımı atmosferi iyonize eder. İyonosferin yoğunluğu, gündüzleri gezegen yüzeyinden kısa mesafelerde daha büyük olur ve gece vakti iyonosfer yükseldikçe azalır, böylece daha geniş bir radyo frekans aralığının daha büyük mesafeler kat etmesine izin verir. Ayrıca, mezosferde yer alan, 100 km'de , dış uzay ile Dünya gezegeninin atmosferi arasındaki sınır olan Kármán çizgisidir . Exosphere o etkileşime gezegen yüzeyinden gelen 690 ila 1000 km yaklaşık başlar manyetosferinin Earth.

Baskı yapmak

Atmosferik basınç, atmosferik gazlardan oluşan dikey sütunun ağırlığı ile belirlenen, gezegen yüzeyinin birim alanına dik olan kuvvettir (birim alan başına) . Bahsedilen atmosferik modelde, gazın kütlesinin ağırlığı olan atmosferik basınç , barometrik ölçüm noktasının üzerinde gazın azalan kütlesi nedeniyle yüksek irtifada azalmaktadır . Hava basıncının birimleri , 101.325 kPa (760  Torr veya inç kare başına 14.696  pound (psi) olan standart atmosfere (atm)  dayanır . Atmosfer basıncının e faktörü kadar düştüğü yükseklik ( irrasyonel bir sayı) 2.71828'e eşit) ölçek yüksekliği ( H ) olarak adlandırılır.Üniform sıcaklıktaki bir atmosfer için, ölçek yüksekliği atmosfer sıcaklığıyla orantılıdır ve kuru havanın ortalama moleküler kütlesi ile yerel ivmenin çarpımı ile ters orantılıdır. barometrik ölçüm noktasında yerçekimi.

Kaçmak

Yüzey yerçekimi gezegenler arasında önemli ölçüde farklılık gösterir. Örneğin dev gezegen Jüpiter'in büyük yerçekimi kuvveti, daha düşük yerçekimine sahip nesnelerden kaçan hidrojen ve helyum gibi hafif gazları tutar . İkinci olarak, Güneş'ten olan mesafe, atmosferik gazı, moleküllerinin termal hareketinin bir kısmının gezegenin kaçış hızını aştığı noktaya kadar ısıtmak için mevcut olan enerjiyi belirler ve bu, bunların bir gezegenin yerçekimi kavramasından kaçmasına izin verir. Böylece uzak ve soğuk Titan , Triton ve Pluto , nispeten düşük ağırlıklarına rağmen atmosferlerini koruyabilirler.

Bir gaz molekülleri topluluğu çok çeşitli hızlarda hareket edebildiğinden, uzaya yavaş bir gaz sızıntısı üretecek kadar hızlı bir gaz molekülü her zaman olacaktır. Daha hafif moleküller, aynı termal kinetik enerjiye sahip daha ağır olanlardan daha hızlı hareket eder ve bu nedenle düşük moleküler ağırlıklı gazlar, yüksek moleküler ağırlıklı gazlardan daha hızlı kaybolur. Venüs ve Mars'ın , güneş ultraviyole radyasyonu ile hidrojen ve oksijene fotoayrıştıktan sonra hidrojen kaçtığında suyunun çoğunu kaybetmiş olabileceği düşünülmektedir . Dünyanın manyetik alanı bunu önlemeye yardımcı olur, çünkü normalde güneş rüzgarı hidrojenin kaçışını büyük ölçüde artıracaktır. Bununla birlikte, son 3 milyar yıl içinde Dünya, atmosferik oksijeninin net %2'si de dahil olmak üzere, auroral aktivite nedeniyle manyetik kutup bölgelerinden gaz kaybetmiş olabilir. En önemli kaçış süreçlerini hesaba katan net etki, içsel bir manyetik alanın bir gezegeni atmosferik kaçıştan korumadığı ve bazı manyetizasyonlar için bir manyetik alanın varlığının kaçış oranını artırmaya çalıştığıdır.

Neden olabilir başka mekanizmalar atmosfer tükenmesi olan güneş rüzgar teşvikli püskürtme, darbe erozyon, hava ve sekestrasyon bazen -into "üzerinden dondurma" olarak anılacaktır regolith ve kutup kapaklar .

Arazi

Atmosferlerin kayalık cisimlerin yüzeyleri üzerinde dramatik etkileri vardır. Atmosferi olmayan veya yalnızca bir ekzosferi olan nesneler, kraterlerle kaplı araziye sahiptir . Atmosfer olmadan, gezegenin meteoroidlerden hiçbir koruması yoktur ve hepsi göktaşı olarak yüzeyle çarpışır ve kraterler oluşturur.

Çoğu Meteoritler olarak yakmak meteor bir gezegenin yüzeye vuran önce. Ne zaman Meteoritler etkiyi yapmak, etkiler genellikle rüzgarın etkisi ile silinir.

Rüzgar erozyonu , atmosferli kayalık gezegenlerin arazisini şekillendirmede önemli bir faktördür ve zamanla hem kraterlerin hem de volkanların etkilerini silebilir . Ek olarak, sıvılar basınçsız var olamayacağından, bir atmosfer yüzeyde sıvının bulunmasına izin vererek göller , nehirler ve okyanuslar ile sonuçlanır . Dünya ve Titan'ın yüzeylerinde sıvı olduğu biliniyor ve gezegendeki arazi, Mars'ın geçmişte yüzeyinde sıvı olduğunu gösteriyor .


Güneş Sistemindeki Atmosferler

Hangi gazların tutulduğunu gösteren bazı Güneş Sistemi nesnelerinin yüzey sıcaklığına karşı kaçış hızı grafikleri. Nesneler ölçekli olarak çizilir ve veri noktaları ortadaki siyah noktalardadır.

Güneş Sisteminin Dışında:

Ana madde: Dünya dışı atmosfer

dolaşım

Atmosferin sirkülasyonu, konveksiyon , termal radyasyondan daha verimli bir ısı taşıyıcısı haline geldiğinde, termal farklılıklar nedeniyle oluşur . Birincil ısı kaynağının güneş radyasyonu olduğu gezegenlerde, tropik bölgelerdeki aşırı ısı daha yüksek enlemlere taşınır. Bir gezegen, Jüpiter'de olduğu gibi, dahili olarak önemli miktarda ısı ürettiğinde , atmosferdeki konveksiyon, termal enerjiyi daha yüksek sıcaklıktaki iç kısımdan yüzeye taşıyabilir.

Önem

Bir gezegen jeologunun bakış açısından , atmosfer bir gezegen yüzeyini şekillendirmek için hareket eder. Rüzgar , araziyle çarpıştıklarında kabartmayı aşındıran ve tortu bırakan toz ve diğer parçacıkları toplar ( eolian süreçleri). Atmosferin bileşimine bağlı olan don ve yağışlar da rahatlamayı etkiler. İklim değişiklikleri bir gezegenin jeolojik tarihini etkileyebilir. Tersine, Dünya'nın yüzeyini incelemek, diğer gezegenlerin atmosferini ve iklimini anlamaya yol açar.

Bir meteorolog için , Dünya atmosferinin bileşimi, iklimi ve varyasyonlarını etkileyen bir faktördür .

Bir biyolog veya paleontolog için , Dünya'nın atmosferik bileşimi, yaşamın görünümüne ve evrimine yakından bağlıdır .

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar