Ilmakehä on seos maata ympäröivistä kaasuista. Se on välttämätöntä koko elämälle ja palvelee useita tarkoituksia, kuten ilman toimittamista hengitykseen, haitallisten aineiden imemistä ultraviolettisäteily, joka suojaa maata putoavilta meteoriiteilta, säätelee ilmastoa ja säätelee vettä sykli.
Kaikkein ilmakehässä on typpeä. Maan ilmakehä koostuu noin 78 prosentista typestä, 21 prosentista happea, 1 prosentista argonia ja pienistä määristä muita kaasuja, jotka sisältävät hiilidioksidia ja neonia.
Typpi
•••Thinkstock / Comstock / Getty Images
Typpi on väritön, hajuton ja inertti (ei reagoi muiden kemikaalien kanssa) kaasu. Kemisti Daniel Rutherford löysi ensimmäisen kerran tämän kemiallisen alkuaineen vuonna 1772. Typpi on ilmakehän runsain kaasu ja ilmakehän runsas alkuaine.
Se löytyy kaikista elävistä organismeista. Typpi on tärkeä aminohappojen, proteiinin, DNA: n ja RNA: n komponentti. Kaikki elävät organismit ovat riippuvaisia typestä kasvun, metabolisten prosessien ja lisääntymisen kannalta.
Ilmakehä on ensisijainen typen lähde. Kasvit ja eläimet eivät kuitenkaan pysty käyttämään sitä suoraan. Typpi pääsee maaperään saostumien, eläinjätteiden ja kuolleiden orgaanisten aineiden kautta. Maaperän bakteerit muuttavat typen ammoniumiksi ja nitraatiksi, jotka ovat kahta typen muotoa, joita kasvit voivat käyttää.
Eläimet hankkivat typen syömällä kasveja ja muita eläimiä. Muut maaperän bakteerit muuttavat ammoniumin ja nitraatin dityppiksi aiheuttaen typen vapautumisen takaisin ilmakehään. Koko tämä prosessi tunnetaan typpisyklinä.
Happi
•••BananaStock / BananaStock / Getty Images
Happi on ilmakehän toiseksi yleisin kaasu ja maailmankaikkeuden kolmanneksi runsain osa. Se löydettiin kahdessa erillisessä tilanteessa: Carl-Wilhelm Scheele vuonna 1771 ja Joseph Priestley vuonna 1774. Happi on hajuton, väritön ja erittäin reaktiivinen muiden alkuaineiden kanssa.
Happikaasua (O2) tarvitsevat kaikki elävät organismit hengitykseen ja se on osa DNA-molekyylejä. Kasvit pystyvät tuottamaan happea ja vapauttamaan sen takaisin ilmakehään fotosynteesinä tunnetun prosessin kautta.
Otsoni (O3) on maapallon ilmakehässä olevan hapen muoto. Otsoni suojaa maapintaa ultraviolettisäteilyltä absorboimalla ja heijastamalla haitallisia säteitä.
Argon
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Argoni on luokiteltu jalokaasuksi ja on väritöntä, hajutonta ja suhteellisen inertti. Lord Rayleigh ja Sir William Ramsay löysivät argonin ensimmäisen kerran vuonna 1894. Se on kolmanneksi eniten kaasua ilmakehässä, mutta se ei voi tukea elämää. Argonia pidetään yksinkertaisena tukehtuvana aineena. Suurina määrinä hengitettynä se voi aiheuttaa huimausta, pahoinvointia, tuomion menetystä, tukehtumista ja jopa kuoleman.
Koska argon on erittäin inertti, sitä käytetään monissa sovelluksissa, kuten hehkulampuissa, hitsien suojaaminen hapettumiselta, eristämällä rakot lasilevyjen välillä ja korvaamalla typpi, kun tarpeen.
Muut yleiset kaasut ja elementit
Typpi, happi ja argon ovat ilmakehän kolme yleisintä elementtiä, mutta on myös muita avainkomponentteja, joita tarvitaan elämän tukemiseen sellaisena kuin me sen tunnemme maan päällä.
Yksi niistä on hiilidioksidikaasu. Hiilidioksidi muodostaa 0,04 prosenttia maapallon ilmakehästä. Valmistettu yhdestä hiiliatomista, joka on sitoutunut kahteen happiatomiin (CO2), hiilidioksidi on keskeinen osa fotosynteesiä ja muita aineenvaihduntaprosesseja. Ilman hiilidioksidia autotrofit, kuten kasvit ja fotosynteettiset bakteerit, eivät pystyisi muuttamaan aurinkoenergiaa käyttökelpoiseksi kemialliseksi energiaksi fotosynteesin avulla. Tämä tarkoittaisi, ettei energialla olisi mitään tapaa päästä maapallon ekosysteemeihin, mikä johtaisi elämän kuolemaan maan päällä.
Vesi, H2O, on toinen välttämätön molekyyli elämään. Löydät sen höyrymuodostaan ilmakehästä.