Zemes atmosfēra ir milzīga, sasniedzot tik tālu, ka tā ietekmē pat Starptautiskās kosmosa stacijas maršrutu. Bet kā šī milzu gāzveida aploksne veidojās?
Tas ir, kāpēc Zemei ir atmosfēra?
Īsāk sakot, mūsu atmosfēra ir šeit smaguma dēļ. Kad Zeme izveidojās pirms apmēram 4,5 miljardiem gadu, izkusušajai planētai tikpat kā nebija atmosfēras. Bet, pasaulei atdziestot, atmosfēra veidojās galvenokārt no gāzēm, kas izplūda no vulkāniem, norāda Smitsona vides pētījumu centrs (SERC). Šī senā atmosfēra ļoti atšķīrās no mūsdienu; saskaņā ar SERC tajā bija sērūdeņradis, metāns un 10 līdz 200 reizes vairāk oglekļa dioksīda nekā mūsdienu atmosfērā.
"Mēs uzskatām, ka Zeme sākās ar atmosfēru, kas līdzīga Venērai, ar slāpekli, oglekļa dioksīdu, varbūt ar metānu," sacīja Apvienotās Karalistes Sauthemptonas universitātes fizikālās ķīmijas profesors Džeremijs Freijs. "Dzīve tad kaut kā sākās, gandrīz noteikti kaut kur okeāna dibenā."
Pēc apmēram 3 miljardiem gadu attīstījās fotosintētiskā sistēma, kas nozīmē, ka vienšūnu organismi izmantoja saules enerģiju, lai oglekļa dioksīda un ūdens molekulas pārvērstu cukurā un skābekļa gāzē. Tas dramatiski paaugstināja skābekļa līmeni, Freijs stāstīja Live Science. "Un tas ir lielākais piesārņojuma notikums, jūs varētu teikt, ka dzīve jebkad ir nodarījusi neko, jo tas lēnām pārveidoja planētu," viņš teica.
Mūsdienās Zemes atmosfērā ir aptuveni 80 procenti slāpekļa un 20 procenti skābekļa, sacīja Freijs. Saskaņā ar Nacionālo atmosfēras pētījumu centru (NCAR) šajā atmosfērā dzīvo arī argons, oglekļa dioksīds, ūdens tvaiki un daudzas citas gāzes.
Labi, ka šīs gāzes tur ir. Mūsu atmosfēra aizsargā Zemi no skarbajiem saules stariem un samazina galējās temperatūras, rīkojoties kā sega, kas apvīta ap planētu. Tikmēr siltumnīcas efekts nozīmē, ka saules enerģija, kas nonāk uz Zemes, atmosfērā nonāk ceļā, siltumnīcefekta gāzu absorbēta un atbrīvota, liecina NCAR. Ir vairāki dažādi siltumnīcefekta gāzu veidi; lielākie no tiem ir oglekļa dioksīds, ūdens tvaiki, metāns un slāpekļa oksīds. Bez siltumnīcas efekta Zemes temperatūra būtu zemāka par sasalšanu.
Tomēr šodien siltumnīcas efektu izraisošās gāzes ir ārpus kontroles. Tā kā cilvēki atmosfērā izdala vairāk oglekļa dioksīda, saskaņā ar NCAR teikto Zemes siltumnīcas efekts kļūst spēcīgāks. Savukārt planētas klimats kļūst siltāks.
Interesanti, ka nevienai citai planētai Visumā nav tādas atmosfēras kā Zemei. Marsam un Venērai ir atmosfēra, taču tie nevar uzturēt dzīvību (vai vismaz ne Zemei līdzīgu dzīvību), jo viņiem nav pietiekami daudz skābekļa. Patiešām, Veneras atmosfērā galvenokārt ir oglekļa dioksīds ar sērskābes mākoņiem, “gaiss” ir tik biezs un karsts, ka neviens cilvēks tur nevarētu elpot. Saskaņā ar NASA teikto, Venēras biezā oglekļa dioksīda atmosfēra ieslodzīja siltumu bēgošajā siltumnīcas efektā, padarot to par karstāko planētu mūsu Saules sistēmā. Virsmas temperatūra tur ir pietiekami karsta, lai izkausētu svinu.
"Fakts, ka Zemei ir atmosfēra, ir ārkārtīgi neparasts attiecībā uz Saules sistēmas planētām, jo tas ļoti atšķiras no visām citām planētām," sacīja Freijs. Piemēram, Venēras spiediens ir aptuveni 90 atmosfēras, kas ir ekvivalents 3000 pēdu (914 metru) niršanai zem okeāna uz Zemes. "Sākotnējie krievu kosmosa kuģi, kas tur devās, tikai ierakstīja dažas sekundes un pēc tam tika saspiesti," sacīja Freijs. "Neviens nekad īsti nesaprata, cik karsts tas bija."
Tātad Zemes atmosfēra ir dzīvība - un bez tās dzīvība, kā mēs zinām, tā nepastāvētu. "Zemei bija nepieciešama pareiza atmosfēra, lai sāktu," sacīja Freijs. "Tā ir radījusi šo atmosfēru, un tā ir radījusi apstākļus dzīvot šajā atmosfērā. Atmosfēra ir pilnīgi neatņemama bioloģiskās sistēmas sastāvdaļa."
