Atmosfēra ir gāzu maisījums, kas ieskauj Zemi. Tas ir būtisks visai dzīvei un kalpo vairākiem mērķiem, piemēram, nodrošina gaisa elpošanu, absorbē kaitīgo ultravioletais starojums, aizsargājot zemi no meteorītu krišanas, kontrolējot klimatu un regulējot ūdeni cikls.
Visplašāk gāze atmosfērā ir slāpeklis. Zemes atmosfēru veido aptuveni 78 procenti slāpekļa, 21 procents skābekļa, 1 procents argona un neliels daudzums citu gāzu, kas ietver oglekļa dioksīdu un neonu.
Slāpeklis
•••Thinkstock / Comstock / Getty Images
Slāpeklis ir bezkrāsaina, bez smaržas un inerta (nereaģē ar citām ķīmiskām vielām) gāze. Ķīmiķis Daniels Raterfords pirmo reizi atklāja šo ķīmisko elementu 1772. gadā. Slāpeklis ir visplašākā gāze atmosfērā un visplašākais elements atmosfērā.
Tas ir atrodams visos dzīvajos organismos. Slāpeklis ir svarīga aminoskābju, olbaltumvielu, DNS un RNS sastāvdaļa. Visi dzīvie organismi augšanai, vielmaiņas procesiem un reprodukcijai ir atkarīgi no slāpekļa.
Atmosfēra ir primārais slāpekļa avots. Tomēr augi un dzīvnieki to nevar tieši izmantot. Slāpeklis augsnē nonāk nokrišņu, dzīvnieku atkritumu un mirušo organisko vielu ietekmē. Augsnē esošās baktērijas slāpekli pārveido par amoniju un nitrātu, kas ir divas slāpekļa formas, kuras augi var izmantot.
Pēc tam dzīvnieki iegūst slāpekli, ēdot augus un citus dzīvniekus. Citas augsnē esošās baktērijas pārveidos amoniju un nitrātu di-slāpeklī, izraisot slāpekļa atgriešanos atmosfērā. Viss šis process ir pazīstams kā slāpekļa cikls.
Skābeklis
•••BananaStock / BananaStock / Getty Images
Skābeklis ir otra bagātākā gāze atmosfērā, un tas ir trešais visbiežākais elements Visumā. To atklāja divos atsevišķos gadījumos: Karls Vilhelms Šīle 1771. gadā un Džozefs Priestlijs 1774. gadā. Skābeklis ir bez smaržas, bezkrāsains un ļoti reaģē ar citiem elementiem.
Skābekļa gāze (O2) ir nepieciešama visiem dzīvajiem organismiem elpošanai un ir DNS molekulu sastāvdaļa. Augi spēj ražot skābekli un atbrīvot to atpakaļ atmosfērā, izmantojot procesu, kas pazīstams kā fotosintēze.
Ozons (O3) ir skābekļa forma, kas atrodas Zemes atmosfērā. Ozons aizsargā Zemes virsmu no ultravioletā starojuma, absorbējot un atstarojot kaitīgos starus.
Argons
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Argons ir klasificēts kā cēlgāze un ir bezkrāsains, bez smaržas un samērā inerts. Lords Reils un sers Viljams Ramzijs pirmo reizi argonu atklāja 1894. gadā. Tā ir trešā visbiežāk sastopamā gāze atmosfērā, taču tā nevar atbalstīt dzīvību. Argons tiek uzskatīts par vienkāršu asfiksiju. Ieelpojot lielos daudzumos, tas var izraisīt reiboni, nelabumu, sprieduma zaudēšanu, nosmakšanu un pat nāvi.
Tā kā argons ir ļoti inerts, to izmanto vairākos gadījumos, piemēram, kvēlspuldzēs, aizsargājot metinātās šuves no oksidēšanās, izolējot atstarpes starp stikla rūtīm un aizstājot slāpekli, kad nepieciešams.
Citas parastās gāzes un elementi
Slāpeklis, skābeklis un argons ir trīs visplašāk sastopamie elementi atmosfērā, taču ir arī citi galvenie komponenti, kas nepieciešami, lai atbalstītu dzīvību, kādu mēs to pazīstam uz zemes.
Viens no tiem ir oglekļa dioksīda gāze. Oglekļa dioksīds veido 0,04 procentus no Zemes atmosfēras. Izgatavots no viena oglekļa atoma, kas saistīts ar diviem skābekļa atomiem (CO2), oglekļa dioksīds ir galvenā fotosintēzes un citu vielmaiņas procesu sastāvdaļa. Bez CO2 autotrofi, piemēram, augi un fotosintētiskās baktērijas, fotosintēzes laikā nevarētu pārvērst saules enerģiju par izmantojamu ķīmisko enerģiju. Tas nozīmētu, ka enerģijai nebūtu iespējas iekļūt zemes ekosistēmās, kas novestu pie dzīvības bojāejas uz zemes.
Ūdens, H2O, ir vēl viena dzīvībai vajadzīga molekula. Tvaika formā to var atrast atmosfērā.