A légkör eredete, története
Zsigó Zsolt
2006/03/10 09:15
1913 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.

A Föld légkörének kialakulása olyan, akár egy sci-fi történet. Meteoresők, vulkánok, extrém körülmények jellemzik ezt az időszakot.

Meteoritok bombázták a felszínt A Föld túlnyomó része szilárd és folyékony anyagokból áll, tömegének egy része azonban már a kezdetektől gázállapotban volt jelen. Ezt a gázállapotú anyagot a térben viszonylag ritkán elhelyezkedő, rendszertelenül és nagy sebességgel mozgó, egymással tartós kölcsönhatásban nem álló molekulák és atomok alkotják. A gázokra is hat a Föld tömegvonzása, de mivel a gázoknak a legkisebb a sűrűsége és a fajsúlya, ezért a Föld gravitációs tere kevésbé képes őket kordában tartani: a gázok alkotják bolygónk legkülső anyagrétegét, a légkört.  A Föld légköre abból a gáz és porfelhőből származik, amelyből maga a bolygó is kialakult. Az ősi, éppen kialakuló Földbe (4 milliárd évnél régebben) sorra meteorok, üstökösök, bolygókezdemények csapódnak be, amelyek jelentős mennyiségben hoztak magukkal gázokat is fagyott állapotban. Ezek a fagyott gázok az ütközések következtében felszabaduló hő hatására rögtön elillantak és a légkörbe kerültek. Azonban, ha nagyobb méretű volt a becsapódó test, akkor ez a bolygó belsejébe is juttatott nagyobb mennyiségű gázt. A vulkanizmus hatása és az üstökösök gázszállítása a tapasztalatok szerint a földtörténet során végig működött. Egyes időszakokban kémiai reakciók is befolyásolták a légkör összetételét.  A fent említett ütközések során biztosan voltak olyanok is, amelyeknek hatására a légkör jelentős hányada az űrbe szökhetett, de az előbb említett folyamatok miatt újra kialakult. A légkör anyaga folyamatosan elszökik, a gázmolekulák ugyanis bizonyos valószínűséggel a légkör felső határáig emelkedhetnek, és onnan az űrbe szökhetnek. A szökés annál valószínűbb, minél kisebb a tömegvonzás és a gáz molekulasúlya, illetve minél nagyobb a hőmérséklet és a napszél elsodró hatása.  A kőzetbolygók közül a Földnek van a legnagyobb tömege, így a legerősebb gravitációs tere, s ez segített a légkör megtartásában. A Naptól való szerencsés távolság miatt a légkör nem nagyon meleg, így a nehezebb molekuláknak csak kis hányada képes annyi energiára szert tenni, hogy elszökhessen. A Föld mágneses tere pedig hatásosan tudja azt megakadályozni, hogy a napszél a molekulákat elsodorja a légkör felső részéből. Ezek a hatások sem voltak azonban elegendőek ahhoz, hogy a legkisebb molekulasúlyú gázokat, a hidrogént, és a héliumot a légkörben tartsák, így ezek a bolygóközi térbe szöknek, illetve szöknek napjainkban is.   A légkör összetétele A földi légkör a földtörténet során jelentős változásokon ment keresztül. Miután megszilárdult a földkéreg (de még a felszíni vizek kialakulása előtt) a légkör valószínűleg széndioxidból (CO2), nitrogénből (N2), és vízből (H2O) állt, kisebb mennyiségben jelen lehetett metán (CH4), ammónia (NH3), kéndioxid (SO2) és sósav (HCl) is. A bolygófelszín lehűlése után a légkörben a széndioxid tartalom csökkenni kezdett, mert a gázt a csapadékként kicsapódó víz szénsav formájában a szilárd kőzetfelszínre mosta, ahol az elmálló ásványok (szilikát) szilárd csapadék formájában megkötötték (mészkő). A metán, az ammónia és a sósav lehettek az első egyszerűbb szerves vegyületek alkotóelemei a felszíni vizekben.  3,8-4 milliárd éve az élővilág is megjelenhetett bolygónkon, és ez újabb jelentős változást hozott a légkör összetételében. A tengeri növények ugyanis a vízben oldott szén-dioxid felhasználásával építették fel testük anyagát, amelyek jelentő hányada pusztulásuk után a meder fenekére ülepedett le. Ebben a folyamatban ugyanakkor az algák fotoszintézise a vízből és a szén-dioxidból szabad oxigént (O2) állított elő. Az így felszabaduló oxigén először az óceánmeder és a szárazföldi felszín nagy mennyiségű, redukált kémiai állapotú ásványának oxidációjára fordítódott. Ez az időszak több mint egy milliárd évig tartott. Kb. kétmilliárd éve ez a folyamat befejeződött, és ezután az óceánok vizében jelentősen megemelkedett az oldott oxigén szintje, és a légkörbe is egy jelentősebb mennyiségű oxigén került. A légkörben lévő szabad oxigén lehetőséget adott a különböző állati szervek elszaporodásához is, ezek életfolyamataikhoz oxigént használtak. A folyamat nyomán a légkör oxigéntartalma kb. másfél milliárd éve a mai szinten stabilizálódott. A földkéregben jelentős mennyiségben volt jelen egy ősi radioaktív izotóp, a 40K, ennek radioaktív bomlása során stabil 40Ar izotóp keletkezett, így a légkör argontartalma folyamatosan emelkedett.  Jelenleg a légkör túlnyomórészt nitrogénből (78,1%) és oxigénből (20,9%) áll, és tartalmaz még jelentős mennyiségben argont (0,9%). A többi gáz, beleértve a szén-dioxidot, a metánt, és a többi nemesgázokat (kivéve a vízgőzt) aránya összesen sem tesz ki 0,1%-ot! A vízgőz átlagos tömegaránya kb. 0,25%, a szén-dioxidé 0,036%. A vízgőztartalom időben és térben széles határok között változik, a szén-dioxid aránya viszont nagyjából állandó. A légkörben számottevő mennyiségű, különféle kémiai összetételű anyag található szilárd, vagy folyékony állapotban, kisméretű részecskék formájában. Ezek a részecskék a gravitáció hatására a levegőhöz képest lefelé süllyednek, de minél kisebb a méretük, annál kisebb a süllyedés sebessége, a levegő mozgásai pedig könnyen újra a magasba emelik őket.   Egy légköri aeroszol részecskeA levegőben eloszolva lebegő apró szilárd részecskék vagy folyadékcseppecskék a levegővel együtt alkotják az ún. légköri aeroszolt. Zsigó Zsolt

Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
All you need is code Minden a kódolás tanulásához
eBiztonság Minősítés Minősítési rendszer oktatási intézményeknek