y5m8ms
Mediul inconjurator consista din patru mari elemente: atmosfera gazoasa, hidrosfera lichida, litosfera solida si biosfera vie.
Privit din spatiu atmosfera Pamantului arata ca un voal subtire albastru. Aceasta suprafata gazoasa, fragila aproape transparenta furnizeaza aerul pe care il respiram zi de zi. De asemenea ea regleaza temperatura si filtreaza radiatiile solare periculoase.
In ultimii ani cercetarile stiintifice au aratat ca structura chimica a atmosferei este in schimbare datorita cauzelor naturale sau provocate de om de accea atentia este focalizata asupra impactului activitatii omane asupra atmosferei. Omenirea prin activitatile ei contribuie la cresterea cantitatii de gaze in atmosfera, contribuind astfel la incalzirea Pamantului distrugand stratul de ozon acel component atmosferic care protejeaza planeta de radiatii ultraviolete.
Istoricul atmosferei
Pamantul s-a format acum 5 miliarde de ani. In primii 500 de milioane de ani din vaporii si gazele degajate din interiorul planetei s-a format o atmosfera densa. Aceste gaze erau formate din hidrogen (H2), vapori de apa, metan (CH4), si oxizi de carbon. Acum 3,5 miliarde de ani atmosfera era probabil formata din dioxid de carbon (CO2), monoxid de carbon (CO), apa (H2O), azot (N2) si hidrogen.
Hidrosfera s-a format acum 4 miliarde de ani prin condensarea vaporilor de apa rezultati din apa oceanelor in care s-a produs sedimentarea.
Cea mai importanta caracteristica a acestui tip de mediu inconjurator este lipsa oxigenului liber. Dovezi care sustin ipoteza unei atmosfere lipsita de oxigen liber se gasesc in formarile de roci care contin mai multe elemente cum ar fi fier sau uraniu intr-o stare primitiva. Elemente de acest gen nu se gasesc in rocile formate in Precambrian si erele mai recente.
Formarea ozonului
Acum un miliard de ani, algele albastre-verzi au inceput sa foloseasca energie solara pentru a descompune moleculele de H2O si CO2 si pentru a le recombina in compusi organici si oxigen molecular (O2). Aceasta transformare bazata pe energia solara poarta numele de fotosinteza.
O parte din oxigenul rezultat in urma fotosintezei combinat cu carbonul organic au recreat molecule de CO2. Oxigenul ramas, acumulat in atmosfera a creat un dezastru ecologic in ce priveste organismele anaerobe. Pe masura ce cantitatea de oxigen din atmosfera a crescut cea de CO2 a scazut.
In atmosfera superioara o parte din moleculele de oxigen au absorbit energie de la razele ultraviolete ale soarelui si s-au transformat in oxigen atomic. Acesti atomi combinati cu ozigenul molecular ramas au format molecule de ozon (O3) care absorb eficient razele ultraviolete. Acest strat fin de ozon actioneaza ca un scut protector al planetei improtriva razelor ultraviolete.
Cantitatea de ozon necesara pentru protejarea Pamantului de razele ultraviolete nocive variaza intra 200 si 300 nanometri (nm) si se crede ca exista de peste 600 milioane de ani. Atunci nivelul de oxigen era aproximativ 10% din concentratia actuala din atmosfera. Inainte de acest moment existenta viatei era posibila doar in ocean. Prezenta ozonului a dat organisemlor ocazia sa evolueze si sa traiasca pe uscat. Ozonul a jucat un rol semnificativ in evolutia vietei pe pamant si datorita ozonului exista viata asa cum o stim azi.
Atmosfera azi
Aerul pe care il respiram este un amestec relativ stabil de cateva sute de gaze de diferite origini. Stratul gazos invaluie planeta si se misca odata cu ea. Masa ei este de aproape 5.15 x 10E15 tone atrase de pamant datorita atractiei gravitationale. Proportiile de gaze, excluzand vaporii de apa sunt aproape egale pana la aproximativ 80 de km deasupra pamantului.
Componentele principale ale atmosferei, dupa volum, sunt oxigenul (21%), azotul (78%) si argonul (0,93%). Exista de asemenea cantitati mici din alte gaze.
Temperatura si compozitia chimica a atmosferei se crede ca sunt controlate de aceste gaze reziduale. Exista dovezi suficiente care dovedesc ca modifcarea procentajului de aceste gaze se schimba datorita unor cauze naturale dar si artificiale.
Exemple de gaze artificiale includ CFC-11 si CFC-12. Dioxidul de carbon, de azot si metanul din atmosfera sunt cauzate de arderea combustibililor fosili proveniti din biomasa moarta si vie si degajata de procesele metabolice ale microorganismelor din sol si apa.
Structura atmosferica
Stratul gazos care invaluie pamantul este impartit in mai multe straturi sferice concentrice separate de zone de tranzitie inguste. Limita de sus la care gazele se disperseaza in spatiu se afla la o altitudine de aproximativ 1000 de km deasupra nivelului marii. Mai mult de 90% din totalul masei atmosferice este concentrata in primii 40 de km de la suprafata pamantului.
Straturile atmosferica se caracterizeaza prin diferente in compozitia chimica care da nastere la variatii de temperatura.
Troposfera
Troposfera este stratul atmosferic cel mai apropiat de suprafata pamantului si reprezinta cel mai ridicat procent al masei atmosferice. Este caracterizat de densitatea aerului si de o variatie verticala a temperaturii de 6 grade C pe km.
Temperatura si vaporii de apa continuti in troposfera descresc rapid cu altitudinea. Vaporii de apa joaca un rol major in reglarea temperaturii aerului pentru ca absoarbe energia solara si radiatia termica de la suprafata planetei. Troposfera contine 99% din vaporii de apa din atmosfera. Concentratiile de vapori de apa din atmosfera pot varia cu latitudinea. Concentratia este mai ridicata la tropice unde pot atinge 3% si descreste spre poli.
Toate fenomenele meteorologice au loc in troposfera desi trubulente pot exista si in regiunile mai joase ale stratosferei. Troposfera inseamna "zona de amestec" iar acest nume provine de la curentii de convectie din strat.
Limita superioare a stratului variaza in inaltime intre 8 km la latitudini mari si 18 km la ecuator. Inaltimea variaza de asemenea cu anotimpurile; cea mai ridicata in timpul verii si cea mai scazuta in timpul iernii. O zona ingusta numita tropopauza separa troposfera de urmatorul strat, stratosfera. Temperatura aerului in tropopauza ramane constanta cu cresterea altitudinii.
Stratosfera
Stratosfera este al doilea strat atmosferic. Se gaseste intre 10 si 50 de km deasupra planetei. Temperatura aerului in stratosfera ramane relativ constanta pana la o altitudine de 25 de km. Apoi ea creste progresiv pana la 200-220 k pana la limita superioara (I50 km).
Datorita temperaturii aerului din stratosfera care creste odata cu altitudinea, nu exista fenomenul de convectie si are un efect stabilizator asupra conditiilor atmosferice. Ozonul joaca un rol major in reglarea regimului termic din stratosfera, din moment ce volumul de vapori de apa din strat este foarte redus. Temperatura creste odata cu concentratia ozonului. Energia solara e convertita in energie cinetica cand moleculele de ozon absorb radiatia ultravioleta rezultand in incalzirea stratoseferei.
Stratul de ozon se afla intre 20 si 30 de km. Aproximativ 90% din ozonul din atmosfera se gaseste in stratosfera.. Concentratia de ozon din acest strat este de aproape 2 ori si jumatate mai mare decat cea in troposfera.
Ozonul absoarbe radiatia ultravioleta cu lungimi de unda intre 290-320 nm. Aceste lungimi de unda sunt daunatoare vietii pentru ca ele pot fi absorbite de acidul nucleic din celule. Penetrarea excesiva a radiatiei ultraviolete spre suprafata planetei ar distruge vegetatia si ar avea urmari ecologice grave. Mari cantitati de radiatii ultraviolete ar duce la efecte biologice negative cum ar fi cresterea cazurilor de cancer.
Conditiile metereologice afecteaza distributia ozonului. Producerea si distrugerea ozonului are loc in stratosfera superioara tropicala unde este prezenta cea mai mare cantitate de radiatii ultraviolete. Disocierea are loc in zonele inferioare ale stratosferei si la latitudini superioare celor la care se realizeaza producerea ozonului.

Mezosfera
Mezosfera, un strat ce se intinde de la 50 la 80 de km este caracterizata prin temperaturi scazute care ating 190-180 K la o altitudine de 80 de km. In mezosfera, concentratiile de ozon si vapori de apa sunt neglijabile. De aceea temperatura e mai joasa decat cea din troposfera sau stratosfera.
Termosfera
Termosfera este situata deasupra mezosferei si si e separata de ea prin mezopauza (strat de tranzitie). Temperatura in termosfera creste cu altitudinea pana la 1000-1500 k. Aceasta crestere de temperatura se datoreaza absorbtiei de radiatie solara de o cantitate limitata de oxigen molecular. La o latitudine de 100-200 de km majoritatea componentelor atmosferice sunt inca azotul si oxigenul. La aceasta altitudine extrema moleculele sunt dispersate.
Exosfera
Exosfera este stratul cel mai de sus al atmosferei. Limita superioara a exosferei se intinde pana la inaltimi de 960-1000 de km si nu poate fi delimitata exact. Exosfera este o zona de tranzitie dinte atmosfera Pamantului si spatiul intraplanetar.