Склад сучасної атмосфери

Сучасна атмосфера складається з таких основних компонентів, (%):

• азот (78,084),

• кисень (20,946),

• аргон (0,934),

• вуглекислий газ (0,027),

•малі домішки — водень, неон, гелій, метан, криптон тощо (в сумі близько 0,009).

Крім того, в атмосфері є пари води, вміст яких коливається від 0,2 % (в полярних широтах) до 3% (поблизу екватора), а також аерозолі, тобто завислі в повітрі над­звичайно дрібні тверді й рідкі частки різних речовин, вміст яких сильно змінюється.

Азот – основна складова частина атмосфери. Його маса ста­новить 3,7*10¹⁵ т. Антропогенна діяльність призводить до значних змін у балансі сполук азоту. Велика кількість окисів азоту викидається в атмосферу внаслідок роботи автомобільних і авіаційних двигунів, електрозварювання. Дуже багато цих сполук утворювалося під час ядерних вибухів у атмо­сфері. Деяка кількість сполук азоту надходить у атмосферу разом з вулканічними газами.

Кисень – активний окислювач, що бере участь у хімічних реакціях у біосфері, гідросфері та літосфері. Його маса в атмосфері становить 1,5*10¹⁵т. Кисень є одним з найпоширеніших і найважливіших елементів на Землі. Він необхідний при диханні людей, тварин, численних мікроорганізмів; входить до складу білків, жирів і вуглеводнів; бере активну участь в біологічному кругообігу речовин; входить до складу багатьох гірських порід і мінералів.

Основне джерело кисню, яким ми дихаємо, це – фотосинтез зелених рослин. У клітинах рослин, де є активна сполука – хлорофіл, за допомогою сонячної енергії з води й вуглекислого газу виробляється органічна речовина, а побічним продуктом цієї реакції є вільний кисень, що виділяється в атмосферу. Підраховано, що близько 80% усього кисню в атмосферу постачає морський фітопланктон – мікроскопічні водорості, що живуть у верхніх шарах океану, 20% кисню виробляє наземна рослинність, переважно тропічні ліси.

Людина дуже необдумано поводиться з цим багатством природи, яким є кисень. Лише один сучасний пасажирський реактивний літак протягом 8 годин польоту з Європи в Америку поглинає від 50 до 75 т кисню, викидаючи в атмосферу десятки тон вуглекислого газу й різних шкідливих сполук. А все людство щорічно витрачає таку кількість кисню, якої вистачило б на дихання 50 млрд. людей. Вже сьогодні промисловість США, Німеччини, Японії споживає кисню набагато більше, ніж його є на їх власних територіях, тобто живуть за рахунок інших країн.

Якщо до середини XIX ст. вміст кисню в атмосфері залишався постійним, бо його утворення дорівнювало витратам, то нині така рівновага порушена за рахунок його зростаючого поглинання антропогенним фактором. Людство створило величезну кількість споживачів кисню й жодного його виробника. Дедалі частіше вчені замислюються: чи достатні резерви кисню в природі, чи надовго їх вистачить? На спалювання палива щорічно витрачається 23 % кисню, що надходить у атмосферу за рахунок фотосинтезу. Якщо додати, що діяльність людини призводить до зникнення лісів, пригнічення активності морського фітопланктону, можна зробити невтішний висновок щодо майбутнього стану кисневого балансу в атмосфері. Вчені твердять, що за рахунок діяльності людини загальна кількість кисню в атмосфері щорічно зменшується на 10 млрд. т.

Вуглекислий газ – активна складова атмосфери, яка є обов'язковим компонентом фотосинтезу рослин. Цей газ утворюється під час спалювання органічних речовин, гниття, виділяється з вулканічними газами. Діяльність людини (знищення лісів, розорювання цілинних земель, урбанізація, а головне, спалювання мінерального палива й забруднення океанів призводить до збільшення кількості СО₂ в атмосфері.

За останні 120 років вміст цього газу в повітрі збільшився на 17% (у середньому на 0,14 % за рік). За останнє десятиріччя цей ріст вже встановив 0,36 % за рік. Щоправда, більша частина СО₂, а саме 70 %, поглинається океанами й біосферою і лише 30% залишається в атмосфері.

Аерозолі, що містяться в атмосфері, можна поділити на чотири групи:

• сірчані (NН(SO₄) і H₂SO₄) вулканічного й промислового походження;

• морські (частки морських солей);

• мінеральні (пил із земної поверхні);

• вуглеводневі (переважно сажа промислового походження).

Частки аерозолів поглинають і розсіюють тепло, що призводить до нагрівання шарів атмосфери, збагачених аерозолями, і зменшення надходження тепла до земної поверхні. В цілому запилення атмосфери зумовлює зниження температури земної поверхні. В тропосфері аерозольні частки утримуються протягом днів і тижнів, а в стратосфері, куди вони потрапляють з течіями повітря – роками. Так, радіоактивний пил після випробувань водневих бомб у атмосфері випадав в Антарктиді лише на другий рік після вибухів.