Jordens atmosfär

Det viktigaste att komma ihåg om jorden och andra planeter är att de inte kommer från solen. De eller deras material samlades upp av solens gravitation när den rörde sig genom rymden. Solen består bara av väte med lite helium. Inget annat. Det material som utgör planeterna och deras satelliter består nästan uteslutande av tyngre grundämnen som har sitt ursprung i tidigare supernovaexplosioner. Planeterna avger små mängder väte och helium: detta kommer från sönderfallet av större radioaktiva molekyler vars ursprung också är gamla supernovor.

En komplicerande faktor är månen, som bildades genom att en stor kropp slog ihop med den tidiga jorden. Detta innebär att livets ursprung på jorden skulle ha skett efter att månen bildats.

Atmosfären är det lager av gaser som omger jorden. Det hålls på plats av jordens gravitation. I dag består den huvudsakligen av kväve (78,1 %). Den innehåller också rikligt med syre (20,9 %) och små mängder argon (0,9 %), koldioxid (~ 0,035 %), vattenånga och andra gaser. Atmosfären skyddar livet på jorden genom att absorbera (ta emot) ultravioletta strålar från solen. Den gör våra dagar svalare och våra nätter varmare.

Fasta partiklar, inklusive aska, stoft, vulkanaska osv. är små delar av atmosfären. De är viktiga för att skapa moln och dimma.

Atmosfären slutar inte på en viss plats. Ju högre över jorden desto tunnare är atmosfären. Det finns ingen tydlig gräns mellan atmosfären och yttre rymden, även om Kármánlinjen ibland betraktas som en gräns. Ännu högre upp, för vissa syften behandlas magnetosfärens kant som en gräns. 75 % av atmosfären befinner sig inom 11 kilometer (6,8 miles) från jordens yta.

Jordens atmosfärs historia

Ursprungligen fanns det nästan inget fritt syre i jordens atmosfär.

Den första atmosfären bestod av gaser i solnebulosan, huvudsakligen väte. Det kan också ha funnits enkla hydrider som de som nu finns i gasjättarna (Jupiter och Saturnus): vattenånga, metan och ammoniak.
Atmosfären förändrades gradvis till att bestå av främst koldioxid och kväve. De lättare gaserna, som väte och helium, kan inte hållas kvar av jordens gravitation och skulle flyga ut. Under en lång tid (säg två miljarder år eller mer) dominerades atmosfären av koldioxid.
Under den stora syretillförseln förändrades atmosfären till den typ av atmosfär som vi har nu, där syre ersatte koldioxid. Vår atmosfär består fortfarande till största delen av kväve, men de flesta levande organismer interagerar mer med syre än med kväve. Syresättningen började med att cyanobakterier tillverkade fritt syre genom fotosyntes. De flesta organismer behöver idag syre för sin andning: endast ett fåtal anaeroba organismer kan växa utan syre.

Temperatur och atmosfäriska skikt

Vissa delar av atmosfären är varma eller kalla, beroende på höjd. Om man utgår från ytan och klättrar rakt uppåt blir luften kallare i troposfären, men sedan blir den varmare högre upp i stratosfären. Dessa temperaturförändringar är indelade i lager. Dessa är som lager på en lök. Skillnaden mellan lagren är hur temperaturen förändras.

Dessa är atmosfärens lager, med utgångspunkt från marken:

Troposfären - Börjar på marken. Slutar någonstans mellan 0 och 18 kilometer (0 och 11 miles). Ju högre, desto kallare. Vädret i detta skikt påverkar vårt dagliga liv.
Stratosphere - Startar vid 18 kilometer (11 miles). Slutar vid 50 kilometer (31 miles). Ju högre, desto hetare. Värmen kommer från ozonskiktet högst upp i stratosfären. Det finns lite vattenånga och andra ämnen i detta skikt. Flygplan flyger i detta skikt eftersom det vanligtvis är stabilt och luftmotståndet är litet.
Mesosfären - Börjar vid 50 kilometer (31 miles). Slutar vid 80 eller 85 kilometer (50 eller 53 miles). Ju högre, desto kallare. Vindarna i detta skikt är starka, så temperaturen är inte stabil.
Termosfären - Börjar vid 80 eller 85 kilometer (50 eller 53 miles). Slutar vid 640 kilometer (400 miles) eller högre. Ju högre, desto varmare. Detta skikt är mycket viktigt för radiokommunikation eftersom det hjälper till att reflektera vissa radiovågor.
Exosfär - ovanför termosfären. Detta är det översta lagret och övergår i det interplanetära rummet.

Områden där ett skikt övergår till nästa har kallats "-pauser". Tropopausen är alltså där troposfären slutar (7-14 kilometer hög). Stratopausen ligger i slutet av stratosfären. Mesopausen ligger i slutet av mesosfären. Detta är gränser.

Medeltemperaturen i atmosfären vid jordytan är 14 °C (57 °F).

Temperatur på olika höjder

Tryck

Atmosfären har ett tryck. Detta beror på att även om luften är en gas har den en vikt. Det genomsnittliga atmosfäriska trycket på havsnivå är ungefär 101,4 kilopascal (14,71 psi).

Densitet och massa

Luftens densitet på havsnivå är ungefär 1,2 kg per kubikmeter. Denna densitet minskar på högre höjder i samma takt som trycket minskar. Atmosfärens totala massa är cirka 5,1 × 10¹⁸ kg, vilket bara är en mycket liten del av jordens totala massa.

Relaterade sidor

Luft
Livets tidslinje

Frågor och svar

F: Vad består solen av?

S: Solen består av väte och en liten mängd helium.

F: Varifrån kommer de material som utgör planeter och deras satelliter?

S: De material som utgör planeter och deras satelliter kom från tidigare supernovaexplosioner.

Fråga: Hur skyddar atmosfären livet på jorden?

S: Atmosfären skyddar livet på jorden genom att absorbera ultravioletta strålar från solen, vilket gör dagarna svalare och nätterna varmare.

F: Vad är fasta partiklar i förhållande till atmosfären?

S: Fasta partiklar, som aska, stoft, vulkanaska etc., är små delar av atmosfären som är viktiga för att skapa moln och dimma.

F: Finns det en tydlig gräns mellan atmosfären och yttre rymden?

Svar: Nej, det finns ingen tydlig gräns mellan atmosfären och yttre rymden även om Kلrmلn-linjen ibland behandlas som en gräns. Ännu högre, för vissa ändamål behandlas kanten av magnetosfären som en gräns.

F: Hur mycket av jordens atmosfär finns inom 11 kilometer från ytan?

Svar: 75 % av jordens atmosfär ligger inom 11 kilometer från ytan.

Fråga: När trodde man att livet på jorden började?

S: Livet på jorden började efter att en kollision med en tidig jord bildade vår måne, och det började därför efter att denna händelse inträffade.