Atmosféra je směs plynů, které obklopují Zemi. Je nezbytný pro celý život a slouží několika účelům, jako je poskytování vzduchu pro dýchání, absorpce škodlivých látek ultrafialové záření, chrání Zemi před padajícími meteority, řídí klima a reguluje vodu cyklus.
Nejhojnějším plynem v atmosféře je dusík. Atmosféra Země se skládá z přibližně 78 procent dusíku, 21 procent kyslíku, 1 procenta argonu a stopového množství dalších plynů, které zahrnují oxid uhličitý a neon.
Dusík
•••Thinkstock / Comstock / Getty Images
Dusík je bezbarvý, neparfémovaný a inertní (nereaguje s jinými chemickými látkami) plyn. Chemik Daniel Rutherford poprvé objevil tento chemický prvek v roce 1772. Dusík je nejhojnější plyn v atmosféře a nejhojnější prvek v atmosféře.
Nachází se ve všech živých organismech. Dusík je důležitou složkou aminokyselin, bílkovin, DNA a RNA. Všechny živé organismy závisí na růstu, metabolických procesech a reprodukci na dusíku.
Atmosféra je primárním zdrojem dusíku. Rostliny a živočichové to však nejsou schopni přímo použít. Dusík vstupuje do půdy srážením, živočišným odpadem a mrtvou organickou hmotou. Bakterie v půdě přeměňují dusík na amonný a dusičnan, což jsou dvě formy dusíku, které mohou rostliny využívat.
Zvířata pak získávají dusík konzumací rostlin a jiných zvířat. Jiné bakterie v půdě přeměňují amonium a dusičnany na di-dusík, což způsobí, že se dusík uvolní zpět do atmosféry. Celý tento proces je znám jako cyklus dusíku.
Kyslík
•••BananaStock / BananaStock / Getty Images
Kyslík je druhým nejhojnějším plynem v atmosféře a je třetím nejhojnějším prvkem ve vesmíru. Bylo objeveno při dvou různých příležitostech: Carl-Wilhelm Scheele v roce 1771 a Joseph Priestley v roce 1774. Kyslík je bez zápachu, bezbarvý a velmi reaktivní s ostatními prvky.
Plynný kyslík (O2) je vyžadován všemi živými organismy k dýchání a je součástí molekul DNA. Rostliny jsou schopné produkovat kyslík a uvolňovat ho zpět do atmosféry procesem známým jako fotosyntéza.
Ozon (O3) je forma kyslíku přítomná v zemské atmosféře. Ozon chrání zemský povrch před ultrafialovým zářením absorpcí i odrazem škodlivých paprsků.
Argon
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Argon je klasifikován jako vzácný plyn a je bezbarvý, bez zápachu a relativně inertní. Lord Rayleigh a Sir William Ramsay poprvé objevili argon v roce 1894. Je to třetí nejhojnější plyn v atmosféře, ale nemůže podporovat život. Argon je považován za prostého zadušitele. Při velkém vdechování může způsobit závratě, nevolnost, ztrátu úsudku, udušení nebo dokonce smrt.
Protože je argon vysoce inertní, používá se v několika aplikacích, jako jsou žárovky, ochrana svarů před oxidací, izolační mezery mezi tabulemi skla a jako náhrada za dusík, když nutné.
Další běžné plyny a prvky
Dusík, kyslík a argon jsou tři nejhojnější prvky v atmosféře, ale pro podporu života, jak ho známe na Zemi, jsou zapotřebí další klíčové komponenty.
Jedním z nich je plynný oxid uhličitý. Oxid uhličitý tvoří 0,04 procenta zemské atmosféry. Oxid uhličitý, vyrobený z jednoho atomu uhlíku vázaného na dva atomy kyslíku (CO2), je klíčovou složkou fotosyntézy a dalších metabolických procesů. Bez CO2 by autotrofy, jako jsou rostliny a fotosyntetické bakterie, nedokázaly pomocí sluneční syntézy přeměnit sluneční energii na využitelnou chemickou energii. To by znamenalo, že by neexistoval způsob, jak by se energie mohla dostat do zemských ekosystémů, což by vedlo k zániku života na Zemi.
Voda, H2O, je další nezbytná molekula pro život. Najdete jej v parní formě v atmosféře.