Жер атмасферасыны химиялы рамы андай?
Атмосфераны химиялы рамы 90 км биіктікке дейін траты. Кнні ультраклгін сулелеріні серінен 90 км-ден жоары жатан атмосфера абаттарында бл тратылы бзылады, осыан орай оны химиялы рамы да трасызданады.
Жер бетіне жаын орналасан ауаны рамы крделі. 400-600 км биіктікке дейінгі атмосфераны рамы 1-кестеде келтірілген крсеткіштерімен сипатталады.
1-кесте. Атмосфераны тменгі абатыны рамы
| Атмосфераны тменгі абатындаы компонент | Млшері | Атмосфераны тменгі абатындаы компонент | Млшері | ||
| Масса- лы, % | Клем- дік, % | Масса- лы, % | Клем- дік, % | ||
| Азот | 75,52 | 78,09 | Азот оксиді | 2,510-3 | 2,510-4 |
| Оттек | 23,15 | 20,94 | Сутек | 3,510-6 | 510-5 |
| Аргон | 1,28 | 0,93 | Метан | 0,810-4 | 1,510-4 |
| Кміртек диоксиді | 0,046 | 0,033 | Азотты диоксиді | 810-5 | 1,510-4 |
| Неон | 1,210-3 | 1,810-3 | Озон | 10-6-10-5 | 210-6 |
| Гелий | 7,210-5 | 5,210-4 | Ккірт диоксиді | 210-8 | |
| Криптон | 3,310-4 | 110-4 | Кміртек оксиді | 110-5 | |
| Ксенон | 3,910-5 | 810-6 | Аммиак | 110-6 |
Атмосфераны негізгі рамына азот, оттек, аргон жне кмір ышыл газы жатады. Аргоннан баса инертті газдар те аз млшерде кездеседі.
Атмосфераны маызды компоненттеріні бірі-озон. Оны тзілуі жне ыдырауы бкіл тірі организмдерге зиянды сер ететін Кнні ультраклгін сулелеріні сіірілуіне байланысты.
Космонавтар жргізген зерттеулер нтижелеріне сйінсек, 250-300 км биіктікте атмосфераны негізгі компоненті- атомарлы оттек, 500-600 км-ден жоары биіктікте атмосфераны негізгі рамы- гелий мен суттек, ал атмосфераны е сырты жоары абатын(1600 км жоары) рушы компонент – атомарлы сутек.
Ауаны кп компоненттен тратын газды ерітінді деп айтуа болады. Оны рамды блімдерін негізгі ш топа блуге болады: траты, згеріп тратын жне осалы. Біріншіге оттек (21,0%), азот (78,01%) жне инертті газдар (шамамен 1%) жатады. Ауа сынамасын ай жерден алса та осы газдарды атмосферадаы клемі траты болып келеді. Жалпы молекулалы массасы- 28,98. Екінші топа кмір ышыл газы (0,02-0,04%) мен су буы (4%-ке дейін) жатады. Ал осалы компоненттерді табиаты жне млшері сынама алынан жерді жадайына байланысты келеді. Мысалы, олара жер бетінен ктерілетін космостан тсетін атты блшектер, сондай-а, ртрлі сімдіктер, жндіктер мен микроорганизмдер жатады. Сонымен атар ауада радиоактивті сулелерді жне космос сулелеріні серінен тзілетін табиаты р трлі иондар. Атмосфераны жоары сиреген ке атырабы кбінесе иондардан трады.
Атмосфераны озон мен иондардан тратын абаттары космосты жне рентген сулелеріні серін тмендетеді, ультраклгін, инфраызыл сулелерді жне т.б. тменгі ауа абатына туін шектейді.
Табиатты негізгі биогеохимиялы циклдеріне атысатын атмосфераны е маызды газды компонентері болып ш рет газ оттек , кмір ышыл газы жне азот саналады.
Оттек адамзата жне жан-жануара, былайша айтанда, тіршілікке ажетті заттегі. Себебі бл газ оларды бріні дем алуын ажет заттегі. Себебі бл газ оларды бріні дем алуына ажет. Мысалы, тамасыз адам 5 аптаа, сусыз 5 кнге дейін мір сре алады, ал ауасыз 4-5 минут ана. Адам тулігіне 23-24 л ауаны пайдаланады.
Организмде жретін барлы биохимиялы тотыу процестеріне ауаны сырты салмаын аармаймыз, зімізді жеіл стаймыз, егерде организмде ол жетіспесе, сонда ана сезе бастаймыз, мысалы, суды астында немесе тауды биігінде. Ауаны ежептуір салмаы бар екені жоарыда тоталанбыз. Орта есеппен адам денесіне тсетін салма 1471000 H немесе 15 тонна. Ауаны салмаы тыыздыпен атар температураа байланысты келеді. Мысалы, 760 мм тыыздыта 1 м3
ра салмаы -25°С 1424 кг
0°С 1293 кг
20°С 1205 кг
225°С 708 кг
сйы ауаныкі -192°С (айнау температурасы)-960 кг.
Атмосфера арылы біз ртрлі дыбыстарды естиміз. Атмосфера болмаса біз сйлей де алмас едік, старды нін де, желді дыбысын да естімес едік.
Атмосферадан алынып жмсалан оттекті млшері фотосинтез процесіні нтижесінде толытырылып отырылады, табиаттаы тепе-тедікді бзылмауы осыан байланысты. Жылына фотосинтез арылы 170 млрд тонна оттекке айналып отырады. Ауадаы оттекті 40%-ын жер бетіндегі сімдіктер, ал 60%-ын гидросферадаы планктондар толытырады. Кейінгі кездегі ормандар клеміні ерт ысарылуы, шлейт жерлерді кбеюі жне мхиттарды, теіздерді, клдер мен зендерді ластануы оттекті тзетін сімдіктерді кемуіне, яни оттек орыны азаюына келіп соады.
Атмосферадаы оттекті млшері азайан сайын кмір ышыл газыны млшері артып отырады. Соы 100 жылда атмосферадаы бл газды клемі 20-25%-а жоарлады, яни азір атмосфераны рамында 0,03-0,04% кмір ышыл газы болса, 2030 жылы оны млшері 0,05-0,07% -а ктерілуі ммкін. Кмір ышылыны млшері 0,07% дан асатын болса, адам организіміні дем алу абілеті крт тмендеп, ауіпті жадайа шырайды.
Атмосферадаы кмір ышыл газыны біршама кбеюі сімдіктерді нуіне олайлы сер келтіреді. Кшетхана ауасында оны млшері жоарланан сайын фотосинтез процесіні жруі жасарып, ккніс німділігі артады. Біратар елдерде(Англия, Швеция, Германия, жне т.б.) лаборатория жадайында жргізілген зерттеулер нтижесінде кміртек диоксидіні концентрациясы жоары болан кезде сімдіктер жапыраы бетіні, сімдік биомассаны, сондай-а тсімділікті артатынын крсетті. Мысалы, кмір ышыл газыны концентрациясын екі есе кбейткенде матаа атысты німділікті арту крсеткіші 124 % -а дейін , ал ызана пен баклажандыкі -40 %, бидай, кріш жне кнбаызты тсімі 20% ктерілді. Біра-та, жалпы атмосферадаы кмір ышыл газыны жне баса антропогендік оспаларды (метан, озон, азот оксиді, фреон) когцентрациялары артатын болса, табиаттаы крделі былыстарды бірі «кщетхана эффектісіні » орын алуына кеп соады.
Ластану нтижесінде пайда болан кмір ышыл газы шоырланан абат жерге баытталан ыса толынды кн радияциясын ткізгіш келеді, ал жер бетіні шыаран зын толвынды жылу сулесін жоары арай ткізбейді, осыан байланысты космос кеістігіне тетін жер жылуыны млшері азайып, ол ауаны тменгі абатында сталып жерді температурасын жоарылатады.
Ауада кміртек диоксиді негізінен азба отынды(кмір, мнай, табии газ) жаудан орланады. Кміртек диоксиді е кп шыаратын елдерде АШ (22% шамасында), Ресей (шамамен 16%), ытай (11%-ды стінде).
Кшетхана эффектісіні серінен жер бетіні температурасы азіргімен салыстыранда (планетаны орта температурасы 15,5°С) 2030 ж. 2,5°С жоарлауы ммкін.
Атмосфераны тменгі абатындаы температураны жоарлауы Антрактида мен Гренландия мздытарыны еруіне, лемдік мхит дегейіні ктерілуіне жне де рлыты ойпат жерлерін суды басып кетуіне, тектониялы процесстерді кшеюіне, ауа райыны згеруіне кеп соады. Бл жадай дние жзіні кптеген елдерінде крделі экологиялы проблемалара себеп болып, біратар апатты жадайлара сотыруы ммкін. Сондытан ЮНЕСКО, ФАО, ЮНЕП бойынша аламды жылыну былыстарына жол бермеу трысында жан-жаты зерттеулер жргізілуде.
Атмоферадаы оттекті белгілі бір млшері кнні ультраклгін сулесіні серінен озона айналып отыратыны белгілі. Озон стратосфераны жоары блігінде щоырланып (22-24 км биіктікте), алыдыы 2-4 мм болатын абат тзеді. Осы абат биосфераны жоары шекпрасы болып есептелінеді. Озон абатынан жоары орналасан атмосфера абаттарында тіршілік нышаны кездеспейді. Жер бетіндегі барлы организмдерді тіршілігіне ауіпті кнні ультраклгін сулелерін сііріп отыратынына байланысты озон абатын«ораныш абаты» немесе«озон аласы»деп те атайды.
1980 жылды басында Антрактидадаы ылыми жмыстара негізделген станцияларда жргізілген зерттеулерден атмосферадаы озон рамыны тмендегені байалан. Осы былыс «озон тесігі » деген атауды алан. 1981 жылы кктемде Антрактиданы стіндегі озон тесігі барысынша лкейіп, оны ауданы шамамен 7 млн. км2-ді (арышты тсіру бойынша) рады.
Озон абатында басталан бзылу процестеріне себеп болып отыран шыарындылара мздатыштардан блінетін фреондар мен космосты аппараттар жне шатарды органикалы отыныны толы жанбаан німдері жне ядролы сынатарда блінген заттектер жатады. Осы заттектер атмосфераны жоары абаттарына ктерілгенде арынды трде озонды бзатын хлор немесе баса галогендерді атомын тзетін фотохимиялы ыдырауа шырайды, ал олар рі арай озонны оттекке айналу процесін катализдейді.
Стратосферадаы фотохимиялы ыдырау радикалды механизмен жзеге асады:
СFCI3 CFCI2 + CI CFCI2 CFCI2 + CI
CI + O2CIO + O2 немесе СIO + O CI + O2
O3 + O 2O2
Фреондар атмосферада ыдырамай 70-100 жыл бола береді. Озон мен оттек реакцияа тскенде хлор атомы катализаторды рлін атарады. Хлорды р атомы 100 мы озон атомын ыдыратуы ммкін. Дние жзі бойынша шамамен 1,3 млн. т озон ыдыратушы заттектер алынып отыран. Оны клеміні 35%-ын АШ, 40% Еуропа елдері, 10-12% Жапония, 7-10% Ресей ндіреді.
Атмосфераны сарылмайтын азот оры деп те айтуа болады. Азот айырбастауа жатпайтын биогенді элемент, себебі ол ауыз бен нуклеин ышылдарыны рамына кіреді. Бірата, тірі организидер атмосферадаы азотты зіні тіршілігіне бос кйінде емес, тек ртрлі осылыс трінде ана пайдалана алады. Экожйе атмосфералы азотты кбінесе найзаай кезінде электр рісіні серінен тзілетін оксид трінде абылдайды.
Сулы ортада немесе топырата болатын кейбір бактериялар трі мен ккшіл –жасыл балдырлар атмосфераны азотын з бойына сііру арылы жинатап биогеохимиялы циклдара ажетті трге айналдырыпотырады. Осымен атар сімдіктерге ажетті азот омылыстары топыратаы оргагикалы алдытарды ыдырауынан пайда болды. Табиаттаы азот алмасу процесі кміртек алмасу процесімен тыыз байланысты.
нерксіпте жне клікте жанан кезде тзілетін азот оксидтері (N2O, NO, NO2) атмосфераны ластайтын ауіпті кздеріні бірі. Кн сулесіні серінен олар крделі химиялы реакцияа атысып, нтижесінде уытты фотооксиданттар (озон, азот ышылы) тзілуіне кеп осады. Атмосферада азот оксидтеріні, фотооксиданттарды концентрациясы жоары болан кезде адам улануы ммкін.
Соны салдарынан кпесі ісінеді, сімейлі абыында жара пайда болды, басы ауырады, йысы ашады. рамыны азотты бар зиянды шыарындыларды млшерін іштен жанатын озалтыштар шыаратын газды жау шін катализатор олданып, ал нерксіпте ксіпорындарды ттін шыаратын бырларында азотсыздыратын ондырыларды орнату арылы азайтуа болады.
Ауадаы зиянды заттектерді млшері оларды турбулентті аыспен шашырауына, жауын-шашына немесе гравитациялы кш арылы тмен тсуіне байланысты. Атмосфераны ластануыны мен негізгі биогенді элементтер айналымы арасында аны байланыс бар.