Атмосфера

Содержание

Введение

1.   Основные этапы эволюции Земли

2.   Возникновение атмосферы Земли и ее роль в появлении жизни

2.1 История образования  атмосферы

2.2 Значение атмосферы

Заключение

Список литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
Введение

Планета Земля  образовалась примерно 4,6 млрд лет назад. Существует множество гипотез образования планеты. Современные гипотезы основаны на концепции образования планет, выдвинутой Кантом и Лапласом.

Современный облик  Земли значительно отличается от первоначального. В своей эволюции Земля прошла несколько этапов, которые принято делить на эры, периоды и т.д. Например, сейчас мы живем в кайнозойскую эру, которая уже продолжается 67 млн лет, что не так много по сравнению с другими периодами. В ходе эволюции на планете происходили неоднократные изменения. В настоящее время, рассматривая строение Земли, можно убедиться, что она представляет собой ряд сферических оболочек. Самая внешняя оболочка – газовая атмосфера, затем идет жидкая оболочка – гидросфера, которая частично покрывает основную массу планеты – литосферу.

Литосфера и  атмосфера разделяются на ряд  сферических слоев, не одинаковых по своим физическим свойствам. Так  литосфера состоит из земной коры, мантии и ядра, в атмосфере выделяют следующие слои: тропосферу, стратосферу, мезосферу и термосферу.

1. Основные этапы эволюции Земли

История Земли  по современным представлениям насчитывает  примерно 4,6 млрд. лет. Многочисленные результаты исследования земной коры (химический состав и структура горных пород, их распределение по глубине, содержание радиоактивных изотопов, остатков ископаемых живых организмов) позволили установить картину формирования и развития планеты, определить возраст  биосферы.

Вся история  существования Земли подразделяется на временные отрезки, для каждого  из которых характерны определенные физические, химические, климатические  условия, а также этапы эволюции живой природы.

Временные отрезки  геохронологической шкалы подразделяют на эоны, эры, периоды. Первый, самый  ранний временной отрезок, называемый "катархей" или "лунный период", соответствует формированию Земли, ее атмосферы, водной среды. Жизни на протяжении первых 1-1,5 млрд. лет не существовало ни в какой форме, поскольку еще не возникли соответствующие физико-химические условия. На раннем этапе происходили интенсивные тектонические процессы, сопровождавшиеся перераспределением по глубине Земли химических элементов и соединений. Ядерные реакции распада, происходившие в центре и глубинных слоях планеты, способствовали разогреву Земли. В атмосфере преобладали соединения серы, хлора, азота, содержание кислорода было в сотни раз меньше, чем сейчас. Более тяжелые элементы перемещались к центру Земли и затем сформировали ядро, более легкие – к поверхности. Интенсивные вулканические и грозовые процессы способствовали формированию водной среды – в ней и начали образовываться первые органические молекулы 

Архей и протерозой - две наиболее крупные эры, в течение  которых начала формироваться жизнь  на уровне микроорганизмов. Эти две  эры объединяют в «надэру» - криптозой (время скрытой жизни). Первые многоклеточные организмы появились в самом конце протерозоя около 600 млн. лет назад.

Примерно 570 млн. лет назад, когда на Земле практически  сформировались благоприятные условия  для жизни, началось бурное развитие живых организмов. С этого момента  наступило «время явной жизни» - фанерозой. Этот отрезок геологической истории подразделяют на 3 эры - палеозой, мезозой и кайнозой. Последняя эра, с точки зрения гео- и биологии, продолжается до сих пор. Следует отметить, что появление и развитие жизни на земле привело к значительному изменению твердой оболочки Земли (литосферы), гидросферы и атмосферы, а возникновение разумной жизни (человека) за короткий временной интервал вызвало глобальные изменения в эволюции планеты. Мезозойская эра характеризуется активным проявлением магматической деятельности, интенсивным процессом горообразования. В этой эре господствовали динозавры.

Различия в  составе горных пород от одной  эпохи к другой, в свою очередь, обусловлены резкими изменениями  природно-климатических и физических условий на планете. Установлено, что  климат на Земле многократно менялся, потепления сменялись резкими похолоданиями, происходили поднятия и опускания  суши. Случались и крупные космические  катастрофы: столкновения с метеоритами, кометами и астероидами. На Земле  обнаружено большое число метеоритных  кратеров крупных размеров. Самый  крупный из них на полуострове  Юкатан имеет диаметр более 100 км; его возраст- 65 млн. лет - практически  совпадает с окончанием мелового и началом палеогенового периода. Многие палеонтологи именно с этой крупнейшей катастрофой связывают  вымирание динозавров.

Изменения климата  и температуры во многом обусловлены  астрономическими факторами: наклоном земной оси (многократно менялся), возмущениями планет-гигантов, активностью Солнца, движением Солнечной системы  вокруг Галактики. Согласно одной из гипотез резкие изменения климата  происходят раз в 210- 215 млн. лет (галактический  год), когда Солнечная система, обращаясь  вокруг центра Галактики, проходит через  газопылевое облако. Это способствует ослаблению солнечного излучения и, как следствие, похолоданию на планете. В эти моменты на Земле наступают  ледниковые эпохи – появляются и  растут полярные шапки. Последняя ледниковая эпоха началась примерно 5 млн. лет  назад и продолжается до сих пор. Ледниковая эпоха характеризуется  периодическими колебаниями температуры (раз в 50 тысяч лет). При похолоданиях (ледниковый период) ледники могут  распространяться от полюсов к экватору до 30- 40 градусов. Сейчас мы живем в  «межледниковый» период ледниковой эпохи. Наследство ледниковой эпохи - зона вечной мерзлоты (в России свыше  половины ее территории).

 
2. Возникновение атмосферы Земли и ее роль в появлении жизни    

Атмосфера представляет собой газовую оболочку, окружающую Землю и вращающуюся с ней  как единое целое. Атмосфера 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). Содержание азота по объему составляет 78,08 %, кислорода – 20,95% , в меньшем количестве содержаться аргон, углекислота, водород, гелий, неон и некоторые другие газы. В нижней части атмосферы содержится также водяной пар (до 3% в тропиках), на высоте 20-25 км имеется слой озона, хотя его количество невелико, но роль его очень значительна.

2.1 История образования атмосферы.

Атмосфера образовалась, главным образом, из газов, выделенных литосферой после формирования планеты. На протяжении миллиардов лет атмосфера  Земли претерпела значительную эволюцию под влиянием многочисленных физико-химических и биологических процессов: диссипация газов в космическое пространство, вулканическая деятельность, диссоциация (расщепление) молекул в результате солнечного ультрафиолетового излучения, химические реакции между компонентами атмосферы и горными породами, дыхание и обмен веществ живых  организмов. Так современный состав атмосферы значительно отличается от первичного, который имел место 4,5 млрд лет назад, когда сформировалась кора. Согласно наиболее распространённой теории, атмосфера Земли во времени пребывала в четырёх различных составах. Первоначально она состояла из лёгких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства. Это так называемая первичная атмосфер (570-200 млн. л. до н.э.). На следующем этапе активная вулканическая деятельность привела к насыщению атмосферы и другими газами, кроме водорода (углеводородами, аммиаком, водяным паром). Так образовалась вторичная атмосфера (200 млн. л.н.- наших дней). Эта атмосфера была восстановительной. Далее процесс образования атмосферы определялся следующими факторами:

·  постоянная утечка водорода 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).

С появлением на Земле живых организмов, в результате фотосинтеза, сопровождающегося выделением кислорода и поглощением углекислого  газа, состав атмосферы начал меняться. Первоначально кислород расходовался на окисление восстановленных соединений — углеводородов, закисной формы железа, содержавшейся в океанах и др. По окончанию данного этапа содержание кислорода в атмосфере стало расти. Постепенно образовалась современная атмосфера, обладающая окислительными свойствами.  

2.2 Значение атмосферы

Атмосфера снабжает нас необходимым для дыхания  кислородом. Уже на высоте 5 км над уровнем моря у нетренированного человека появляется кислородное голодание и без адаптации работоспособность человека значительно снижается. Здесь кончается физиологическая зона атмосферы.

Плотные слои воздуха  — тропосфера и стратосфера —  защищают нас от поражающего действия радиации. При достаточном разрежении воздуха, на высотах более 36 км, интенсивное действие на организм оказывает ионизирующая радиация — первичные космические лучи; на высотах более 40 км действует опасная для человека ультрафиолетовая часть солнечного спектра.

Озон, находящийся  в верхней атмосфере, служит своеобразным щитом, охраняющим нас от действия ультрафиолетового излучения Солнца. Без этого щита развитие жизни на суше в ее современных формах вряд ли было бы возможно.

 
Заключение

Планета Земля  образовалась примерно 4,6 млрд. лет  назад и прошла несколько этапов эволюции. В течение этих периодов поверхность планеты постоянно  изменялась: происходило формирование рельефа планеты, появилась водная оболочка – гидросфера, газовая  оболочка – атмосфера. Возникновение  гидросферы и атмосферы явилось  началом возникновения жизни  на планете. Так именно в водной среде  зародились первые живые организмы, появление атмосферы способствовало их выходу на сушу. И на сегодняшний день на Земле постоянно происходят землетрясения, извержения вулканов, поверхность Земли постоянно подвержена влиянию не только внутренних процессов, но и внешних (эрозия под действием ветра, воды, ледников и т.п.), также огромное влияние оказывает и деятельность человека - это говорит о том, что наша планета продолжает эволюционировать, и через несколько тысяч лет и более ее облик и состояние может масштабно измениться.  

Список  литературы

1.  Кожевников Н.М., Краснодембский Е.Г., Ляпцев А.В.,Тульверт В.Ф. Концепции современного естествознания. – СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 1999.

2.  Кириллин В.А. Страницы истории науки и техники. – М.: Наука, 1989.

3.  Левитан Е.П. Эволюционирующая Вселенная. М.: Просвещение, 1993.

4.  Бакулин П.И., Кононович Э.В., Мороз В.И. Курс общей астрономии. – М.: Наука, 1997.