ก๊าซอะไรประกอบเป็นอากาศที่เราหายใจ?

ชั้นบรรยากาศของโลกเป็นชั้นของก๊าซที่แรงโน้มถ่วงยึดไว้ ซึ่งทำให้ไม่สามารถหลบหนีออกสู่อวกาศได้ ช่วยปกป้องชีวิตด้วยการดูดซับรังสียูวี โดยกักเก็บความร้อนเพื่อทำให้พื้นผิวโลกอุ่นขึ้น และโดยการลดอุณหภูมิสุดขั้วระหว่างกลางวันและกลางคืน ก๊าซที่ประกอบด้วยชั้นบรรยากาศมักถูกเรียกว่าอากาศ ซึ่งเป็นสิ่งที่สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกหายใจเข้าไป

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

อากาศส่วนใหญ่ที่เราหายใจเข้าไปประกอบด้วยไนโตรเจนและออกซิเจน แม้ว่าคุณจะยังพบอาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อยก็ตาม

เป็นความเข้าใจผิดที่พบบ่อยว่าออกซิเจนเป็นก๊าซที่มีปริมาณมากที่สุดในอากาศที่หายใจเข้าบนโลก เกียรติยศนั้นตกเป็นของไนโตรเจน ซึ่งคิดเป็นร้อยละ 78 ของอากาศ ไนโตรเจนเกิดขึ้นเป็น N2 - อะตอมของไนโตรเจนสองอะตอมถูกผูกมัดเข้าด้วยกัน พันธะมีความแข็งแรงมาก ทำให้ก๊าซเฉื่อยทางเคมี แม้ว่าไนโตรเจนที่สูดดมเข้าไปในกระแสเลือด เซลล์ในร่างกายจะไม่ได้ใช้มัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไนโตรเจนมีความจำเป็นต่อชีวิต ซึ่งพบได้ในอาร์เอ็นเอ ดีเอ็นเอ และโปรตีน จึงต้องถูกแปลงเป็นสารประกอบที่มีพันธะที่เสถียรน้อยกว่าสำหรับสัตว์ วิธีหนึ่งที่เกิดขึ้นคือการตรึงไนโตรเจนในพืช

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดหายใจเข้าไป เกือบ 21 เปอร์เซ็นต์ของอากาศ ออกซิเจนถูกปอดดูดกลืนเข้าไป หรือโครงสร้างคล้ายปอดในสัตว์ชั้นล่าง และลำเลียงไปยังเซลล์ทั้งหมดในร่างกายด้วยเลือด ออกซิเจนเป็นก๊าซที่ไม่เสถียรที่สุด ดังนั้นจึงเป็นก๊าซที่มีปฏิกิริยาทางเคมีมากที่สุดที่พบในอากาศ แม้ว่าสัตว์ทุกตัวต้องการออกซิเจน แต่ก็อาจถึงตายได้ในระดับความเข้มข้นที่สูงกว่าปกติ: การหายใจด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์เป็นระยะเวลานานทำให้เกิดความเป็นพิษต่อออกซิเจน นอกจากบทบาทในด้านชีววิทยาแล้ว ออกซิเจนยังมีความจำเป็นต่อการเผาไหม้ ซึ่งเป็นกระบวนการทางเคมีที่รับผิดชอบต่อไฟ

ก๊าซที่มีมากเป็นอันดับสามในอากาศบนโลกคืออาร์กอน แม้ว่าจะมีองค์ประกอบน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ของอากาศ อาร์กอนจัดอยู่ในประเภทก๊าซมีตระกูลในทางเคมี ซึ่งหมายความว่าอาร์กอนมีความเสถียรมากและแทบไม่ทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่นๆ อาร์กอนในอากาศส่วนใหญ่มาจากการสลายตัวของโพแทสเซียม -40 ซึ่งเป็นไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในเปลือกโลก อาร์กอนส่วนใหญ่ที่ใช้ในวิทยาศาสตร์ได้มาจากการกลั่นอากาศแบบเศษส่วนในรูปของเหลว

มีก๊าซเพิ่มเติมอีกหลายชนิดในบรรยากาศเป็นปริมาณเล็กน้อย ก๊าซเหล่านี้เรียกว่าก๊าซติดตามและรวมถึง:

• ไอน้ำ
  
• คาร์บอนไดออกไซด์
  
• มีเทน
  
• ฮีเลียม
  
• ไฮโดรเจน
  
• โอโซน

ก๊าซเหล่านี้แต่ละชนิดมีวัตถุประสงค์และรูปแบบการผลิตของตนเอง ตัว​อย่าง​เช่น มีเทน​เป็น​ก๊าซ​เรือนกระจก​ที่​มี​พลัง​สูง ซึ่ง​ดัก​จับ​ความ​ร้อน​ใน​บรรยากาศ​ของ​โลก โอโซนถูกพบในชั้นบรรยากาศที่แตกต่างกันสองชั้น: สูงในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่ซึ่งมันปิดกั้น แสงอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์และชั้นบรรยากาศด้านล่างซึ่งเป็นองค์ประกอบหนึ่งของ หมอกควัน