大気および汚染物質の組成



の 大気組成 または大気はそれに含まれているさまざまなガスの割合によって定義され、地球の歴史を通して絶えず変化してきました。形成中の惑星の大気は主にHを含んでいた2 そしてCOのような他のガス2 とH2O.約4億4千万年前、大気中の成分は主にCOが豊富でした2.

地球上の生命の出現と共に、メタンの蓄積が起こりました（CH4）大気中で、最初の有機体はメタン生成菌だったので。その後、光合成生物が出現し、それが大気中のOを濃縮した。2.

今日の大気の組成は、2つの大きな層に分けられ、それらの化学組成が区別されています。ホモスフィアとヘテロスフィア.

ホモスフィアは海抜80から100キロに位置し、主に窒素（78％）、酸素（21％）、アルゴン（1％未満）、二酸化炭素、オゾン、ヘリウム、水素とメタンで構成されています。 、非常に小さな割合で存在する他の要素の中で.

ヘテロフェラは低分子量のガスで構成されており、高度100km以上に位置しています。最初の層はNを表します2 分子、2番目の原子O、3番目のヘリウム、そして最後の原子は水素原子（H）によって形成されます。.

索引

  • 1歴史
    • 1.1古代ギリシャ
    • 1.2大気成分の発見
  • 2つの特徴
    • 2.1起源
    • 2.2構造
  • 3原始大気の組成
    • 3.1 CO2の蓄積
    • 3.2生命の起源、メタン（CH 4）の蓄積およびCO2の減少
    • 3.3大酸化事象（O 2の蓄積）
    • 3.4大気中の窒素と生命の起源におけるその役割
  • 4現在の大気の組成
    • 4.1均質圏
    • 4.2異圏
  • 5参考文献

歴史

大気に関する研究は数千年前に始まった。原始文明が火を発見した瞬間に、彼らは空気の存在の考えを持ち始めました.

古代ギリシャ

この時期に彼らは空気とは何か、そしてそれがどのような機能を果たすのかを分析し始めました。例えば、Anaxímadesde Mileto（588 a.C.-524 a.C.）は、生き物はこの要素を供給されていたので、空気は生命の基本であると考えていました.

一方、Empédoclesde Acragas（西暦495年 - 西暦435年）は、生活には4つの基本的な要素があると考えていました：水、土、火、そして空気。.

アリストテレス（紀元前384年 - 紀元前322年）はまた、空気は生き物にとって不可欠な要素の一つであると考えていました.

大気組成の発見

1773年に、スウェーデンの化学者カール・シェールは、空気が窒素と酸素で構成されていることを発見しました。その後、1774年にイギリスのジョセフ・プリーストリーは、空気は元素の混合物で構成されていて、そのうちの1つが生命に不可欠であると判断しました.

1776年に、フランス人アントワーヌ・ラヴォワジエは、彼が酸化水銀の熱分解から分離した元素を酸素と呼んだ。.

1804年、自然主義者のアレクサンダー・フォン・フンボルトとフランスの化学者ゲイ＝ルサックが惑星のさまざまな場所からの空気を分析しました。研究者たちは、大気は一定の組成をしていると判断した.

大気の一部である他のガスが発見されたのは19世紀後半から20世紀初頭までではありませんでした。これらの中で我々は1894年にアルゴン、1895年にヘリウム、そして1898年に他のガス（ネオン、アルゴン、キセノン）を持っています。.

特徴

大気は大気とも呼ばれ、地球を覆うガスの混合物です。.

起源

地球の大気の起源についてはほとんどわかっていません。太陽から離れると、惑星は非常に熱いガスの封筒に囲まれたと考えられています。.

これらのガスはおそらく還元性で太陽から来て、主にHから成っていた2. 他のガスはおそらくCOだった2 とH2または激しい火山活動によって放出される.

存在するガスの一部は冷却され、凝縮され、そして海洋を生じさせることが提案されている。他のガスは大気を形成し続け、他のガスは岩の中に貯蔵されました.

構造

大気は、遷移帯によって分離された異なる同心層によって形成される。この層の上限は明確に定義されていません、そして何人かの著者はそれを海抜10,000 kmの上にそれを置きます.

重力の引力とガスが圧縮される方法は地球の表面上のその分布に影響を与えます。したがって、その総質量の最大の割合（約99％）は海抜40 kmのところにあります。.

異なるレベルまたは層の大気は、異なる化学組成および温度変動を有する。その鉛直配置に従って、地球の表面から最も近いものから最も遠いものまで、次の層が知られている：対流圏、成層圏、中間圏、熱圏および外圏.

大気の化学組成に関しては、2つの層が定義されています。すなわち、ホモスフィアとヘテロスフィアです。.

ホモスフィア

それは海抜80から100キロの最初の位置にあり、空気中のガスの組成は均質です。これには対流圏、成層圏、中間圏があります。.

ヘテロスフィア

それは100 kmを超えて存在しており、空気中に存在するガスの組成は様々であるために特徴付けられています。それは熱圏と一致する。ガスの組成は高さによって異なります.

原始大気の組成

約45億年前の地球の形成後、大気を形成するガスが蓄積し始めました。ガスは主に地球のマントルから来ました、また微惑星（惑星を起源とする物質の集合体）との衝突からも来ました.

COの蓄積2

地球上の大規模な火山活動は、Nのような大気中に様々なガスを放出し始めました2, CO2 とH2O.炭酸化以降、二酸化炭素が蓄積し始めた（CO固定化工程）2 炭酸塩の形の大気中）.

CO固定に影響を与えた要因2 現時点では、それらは非常に低い強度と非常に減少した大陸地域の雨でした.

生命の起源、メタン蓄積（CH4）およびCOの減少2

地球上に現れた最初の生物はCOを使っていました2 とH2 呼吸をする。これらの最初の有機体は嫌気性およびメタン生成性でした（それらは大量のメタンを生成しました）.

メタンの分解は非常に遅いので、メタンは大気中に蓄積した。それは光分解によって分解し、ほとんど酸素のない大気中で、このプロセスは最大10,000年かかることがあります。.

いくつかの地質学的記録によると、約35億年前にCOが減少しました。2 そのCHの豊富な空気に関連付けられている大気中で、4 炭酸化を支持して雨を強めた.

大酸化イベント（Oの蓄積2）

約2億4千万年前にOの量が2 地球上では、大気中で重要なレベルに達しました。この元素の蓄積は光合成生物の出現と関係しています.

光合成は、光の存在下で他の無機分子から有機分子を合成することを可能にするプロセスです。その発生中に、Oが解放されます2 二次製品として.

シアノバクテリア（最初の光合成生物）によって生み出された高い光合成速度は、大気の組成を変えていました。大量のO2 解放され、ますます大気中に戻される.

これらの高レベルのO2 CHの蓄積に影響を与えた4, それはこの化合物の光分解過程を促進したからである。大気中のメタンを劇的に減らすことによって、惑星の温度は下がり、氷河期が続きました。.

Oの蓄積のもう一つの重要な効果2 地球上で、それはオゾン層の形成でした。 O2 大気は光の影響で解離し、原子状酸素の2つの粒子を形成する.

原子状酸素はOと再結合する2 分子とOを形成する3 （オゾン）オゾン層は紫外線に対する防護壁を形成し、地球表面の生命の発達を可能にします.

大気中の窒素と生命の起源におけるその役割

窒素はタンパク質および核酸の形成に必要であるため、窒素は生物の必須成分です。しかし、N2 大気はほとんどの有機体によって直接使用することができません.

窒素の固定は生物的または非生物的であり得る。それはNの組み合わせからなる2 Oと2 またはH2 アンモニア、硝酸塩、亜硝酸塩を生成する.

Nの内容2 大気中で、それらは地球の大気中で多かれ少なかれ一定のままでいました。期間中のCOの蓄積2, N固定2 H分子の光化学的解離によって形成される、窒素酸化物の形成による、それは基本的に非生物的であった。2OとCO2 それはOの源でした2.

CO値が減少したとき2 大気中では、窒素酸化物の形成速度は劇的に減少した。この間にNの固定の最初の生物的経路が発生したと考えられる。2.

現在の大気の組成

大気はガスと他の非常に複雑な元素の混合物によって形成されます。その組成は主に高度の影響を受けます.

ホモスフィア

海面での乾燥大気の化学組成はかなり一定であると決定された。窒素と酸素は、ホモ圏の質量と体積の約99％を占めます。.

大気中の窒素（N2酸素は空気の21％を占めるのに対し、酸素は78％の割合です。次に豊富に存在する大気中の元素はアルゴン（Ar）で、全体積の1％未満を占めています。.

それらが小さい比率であっても、非常に重要である他の要素があります。二酸化炭素（CO）2）は０．０３５％の割合で存在し、水蒸気は地域に応じて１〜４％の間で変動し得る。.

オゾン（O3）は0.003％の割合で見いだされるが、それは生物の保護のための本質的な障壁を構成する。また、同じ割合で、ネオン（Ne）、クリプトン（Kr）、キセノン（Xe）などの希ガスが見つかります。.

さらに、水素の存在があります（H2）、亜酸化窒素およびメタン（CH）4）ごく少量.

大気の組成の一部である別の要素は雲に含まれる液体の水です。同様に、私たちは胞子、花粉、灰、塩、微生物、そして小さな氷の結晶のような固体の要素を見つけます。.

ヘテロスフィア

このレベルでは、高度が大気中のガスの種類を決定します。すべてのガスは軽く（低分子量）、4つの異なる層にまとめられています.

高さが増加するにつれて、最も豊富なガスはより低い原子量を有することが理解される。.

高度100〜200 kmの間に、より多くの窒素分子があります（N2）この分子量は28.013 g / molです。.

ヘテロフェラの第2層は、原子状Oに準拠しており、海面から200〜1000 kmの間に位置しています。原子Oは15,999の質量を持ち、Nよりも軽い2.

その後、我々は1000〜3500 kmの高さのヘリウム層を見つけました。ヘリウムの原子量は4.00226です。.

ヘテロスフィアの最後の層は原子状水素（H）で構成されています。このガスは周期表の中で最も軽く、原子質量は1.007です。.

参考文献

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