Атмосфера состоит из целого ряда сфер, выделяющихся на основании изменения температуры.
Тропосфера – это нижний слой атмосферы до 10 км высотой с постоянным падением температуры примерно на 0,6 градусов на 10 0 м высоты. На верхней границе тропосферы выделяется слой постоянных температур – тропопауза (1-2 км). На верхней границе тропопаузы и выше, на уровне 20 км, располагается озоновый слой или «щит», состоящий из О3, который предохраняет все живое от губительного коротковолнового (длина волны менее 100 км) ультрафиолетового солнечного излучения.
Выше, до 50-55 км, располагается стратосфера, в которой наблюдается рост температур до верхней ее границы – стратопаузы, где температура почти такая же, как у поверхности Земли, что связано с поглощением солнечного излучения озоном. Водяной пар содержится в стратосфере в ничтожных количествах, но на высоте около 25 км присутствуют переохлажденные капельки воды, образующие тонкие перламутровые облака.
Над стратопаузой до высоты 80 км находится мезосфера, в которой температура снова понижается до -100 градусов, и затем слой с давлением воздуха в 100 раз меньшим, чем у поверхности Земли, - мезопауза. В этих трех слоях заключено 99,5% всей массы атмосферы, а на высоте 80 км давление уже в 100 тыс. раз меньше приземного.
Выше мезопаузы располагается термосфера, в которой температура снова повышается до 1200-1500 градусов на высоте 250 км, а верхняя граница термосферы находится на уровне 800-1000 км, выше которого выделяется экзосфера, или сфера ускользания газов. Космические исследования показали, что еще до высот 20 тыс. км простирается так называемая земная корона, в которой на 1 кубический см приходится около 1000 частиц газа.
На высоте около 100 км начинается разделение газов и более легкие стремятся вверх, а более тяжелые вниз, например для аргона будет уже не 1%, а менее 0,001%. Здесь же происходит разделение молекул на составляющие их атомы.
Атмосфера Земли возникла в результате выделения газов при вулканических извержениях. С появлением океанов и биосферы она формировалась и за счёт газообмена с водой, растениями, животными и продуктами их разложения в почвах и болотах.
В настоящее время атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения). Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды (H2O) и углекислого газа (CO2). Азот – 78%, Кислород – 21%, Аргон – 0,9%, неон, углекислый газ, гелий, метан, криптон, водород, ксенон, закись азота. Содержание воды в атмосфере (в виде водяных паров) колеблется от 0,2 % до 2,5 % по объёму, и зависит в основном от широты. Так же в атмосфере содержатся SO2, NH3, СО, озон, углеводороды, HCl, HF, пары Hg, I2, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твёрдых и жидких частиц (аэрозоль).
История образования атмосферы
Согласно наиболее распространённой теории, атмосфера Земли во времени пребывала в трёх различных составах. Первоначально она состояла из лёгких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства. Это так называемая первичная атмосфера (около четырёх миллиардов лет назад, катархей). На следующем этапе активная вулканическая деятельность привела к насыщению атмосферы и другими газами, кроме водорода (углекислым газом, аммиаком, водяным паром). Так образовалась вторичная атмосфера (около трех миллиардов лет до наших дней). Эта атмосфера была восстановительной.
Далее произошли:
-утечка легких газов (водорода и гелия) в межпланетное пространство;
-химические реакции, происходящие в атмосфере под влиянием ультрафиолетового излучения, грозовых разрядов и некоторых других факторов.
Постепенно эти факторы привели к образованию третичной атмосферы, характеризующейся гораздо меньшим содержанием водорода и гораздо большим — азота и углекислого газа (образованы в результате химических реакций из аммиака и углеводородов)
