نسب مكونات الغلاف الجوي

جدول المحتويات

اهمية الغلاف الجوي

يوجد الغلاف الجوي بشكل حصري على كوكب الأرض فقط، وله أهمية كبيرة في المحافظة على الحياة، فهو يلعب دورا رئيسيا في حفظ الأرض من الإشعاعات الشمسية والحرارة وتسخين الكوكب في النهار وتبريده في الليل، كما يحتوي على الغازات بما في ذلك الهواء الذي نتنفسه.

وبالرغم من ذلك فمعظمه يتواجد داخل نطاق 10 أميال فقط أي 17 كيلو متر من السطح ويقوم ضغط الهواء بالإنخفاض كلما إرتفعنا لأعلى فعد مستوى سطح البحر مثلًا ضغط الهواء يبلغ ما يقارب 14.7 رطل لكل بوصه مربعة أي واحد كيلو جرام لكل سنتيمتر مربع أما عند 10000 قدم فأن ضغط الهواء يصبح 10 أرطال لكل بوصة مربعة وأيضًا تقل به نسية الأكسجين التي نحتاجها للتنفس .

مكونات الغلاف الجوي بالنسب

هناك العديد من الغازات الموجودة في الغلاف الجوي، حيث يوجد حوالي إحدى عشرة نوعا بكميات كبيرة ووفيرة في الغلاف الجوي السفلي للأرض. يعتبر النيتروجين والأكسجين جزءا أساسيا من الغلاف الجوي، حيث يشكلان معا حوالي 99% منه. هذه الغازات مرتبطة ارتباطا وثيقا بالحياة. هناك أيضا العديد من الغازات الأخرى المنتشرة في الغلاف الجوي، بما في ذلك بخار الماء والميثان وثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز وغيرها الكثير، والتي تساهم في الحفاظ على صحة البيئة الحيوية للأرض وللكائنات الحية .

النيتروجين

تعتبر نسبة النيتروجين عالية في الغلاف الجوي حيث تقدر بنسبة 78.08٪، ويكون رمزه N2، وما زال النيتروجين موجودا بكميات كبيرة في الغلاف الجوي بسبب احتراق المادة العضوية وإزالته منها، ويترسب النيتروجين على سطح الأرض بفضل البكتيريا المسؤولة عن تثبيت النيتروجين. ثم يقوم النيتروجين بتوفير التغذية للتربة والمسطحات المائية المختلفة عند هطول الأمطار وحدوث البرق، والتي تحتاجها النباتات للنمو. وبهذه الطريقة، يعود النيتروجين إلى الأرض مرة أخرى ويدخل الغلاف الجوي .

الأكسجين

نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي تبلغ 20.95٪ ورمزه الكيميائي هو O2، وهو واحد من أكثر الغازات وجودا في الغلاف الجوي بعد النيتروجين. يتم تداول الأكسجين بين الغلاف الجوي وعمليات التمثيل الضوئي والتنفس للكائنات الحية باستمرار. يتم إنتاج الأكسجين في عملية التمثيل الضوئي عندما يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جلوكوز بمساعدة الشمس ويتم إطلاق الطاقة الكيميائية اللازمة لعملية التمثيل الغذائي. وعملية التنفس هي العملية المعاكسة لذلك حيث يتم تفكيك الأكسجين مع الجلوكوز لإطلاق الطاقة الكيميائية اللازمة لعملية التمثيل الغذائي، وتتكون الناتج من عملية التنفس من الماء وثاني أكسيد الكربون .

بخار الماء

وهو أيضًا من الغازات الأكثر وجودًا في الغلاف الجوي حيث يحتل المرتبة الثالثة من حيث الوفرة وتقدر نسبته ب 0 إلى 4٪ ورمزه هو H2O ويختلف تركيز بخار الماء في الغلاف الجوي زمانيًا ومكانيًا حيث تتواجد أعلى تركيزاته بالقرب من خط الإستواء والغابات الإستوائية المطيرة وفوق المحيطات أما عن المناطق التي يمكن أن تكون أقل تواجد له ويقترب نسبته فيها إلى الصفر فهي الصحاري القارية شبه الإستوائية والمناطق القطبية الباردة ولبخار الماء أهمية كبرى على الحياه والكوكب منها :

يقوم بتوزيع الطاقة الحرارية وتبادل الطاقة الحرارية الكامنة على الأرض .
يؤدي تكثيف بخار الماء إلى ترسيبات تهطل على سطح الأرض، وهذا يعني توفير المياه العذبة اللازمة للحيوانات والنباتات .

يساعد الإحتباس الحراري في تدفئة الغلاف الجوي للأرض بشكل خاص .

ثاني أكسيد الكربون

ويعتبر خامس أكثر الغازات وفرة في الغلاف الجوي حيث أن نسبته هي 0.038٪ تقريبًا ورمزه هو CO2 وخلال الثلاثمائة عام الماضيين إزداد حجمة بصورة كبيرة تقدر ب 35% عن الماضي والسبب في هذه الزيادة يرجع إلى إحتراق الوقود الأحفوري والعديد من التغيرات التي حدثت في إستخدام الأراضي كإزالة الغابات مثلًا وعلى الرغم من أن غاز ثاني أكسيد الكربون من الغازات الدفيئة المهمة ألا أن زيادته أدت إلى تعزيز تأثير الاحتباس الحراري وزيادته ويتواجد هذا الغاز بصورة متبادلة في الغلاف الجوي من خلال عمليتي التمثيل الضولي والتنفس .

الميثان

ونسبته هي 0.00017٪ ورمزه هو CH4 ومن المصادر الأساسية لغاز الميثان الإضافي الموجود في الغلاف الجوي هي حيوانات الرعي الداجنة التي تنتجه نتيجة الهضم العشبي وزراعة الأرز التي إزدادت وزاد معها غاز الميثان وأيضًا مقالب القمامة التي تتحلل فيها النفايات العضوية مع مرور الوقت بالإضافة إلى إستخراج الفحم والنفط والغاز ولقد تضاعف إنتاج هذا الغاز بنسبة تقدر بأربعة مرات أكثر من الماضي نتيجة أيضًا لزيادة أعداد النمل الأبيض التي تخرج الميثان نتيجة لإزالة الغابات أو زيادة تربية المواشي وإستخراج الغاز حيث يعمل على إطلاق غاز الميثان عند حدوث حفر في هذه الرواسب .

أكسيد النيتروز

ونسبته هي 0.00003٪ ورمزه هو N2O وهو من الغازات المتزايده بصورة سنوية وهو أيضًا من الغازات التي بالرغم من تأثيرها الضئيل على الاحتباس الحراري إلا أنه ذو تأثير كبير على الإخصاب الأصطناعي الخاص بالنظم البيئية فعند حدودة القصوي يمكن أن يؤدي هذا الإخصاب إلى إغناء الموائل بالمغذيات واستبعاد الأنواع بالإضافة إلى موت الغابات ومن أسباب زيادته في الغلاف الجوي :

احتراق الوقود الأحفوري واحتراق المواد العضوية وتسميد التربة.
تتضمن الأنشطة التي تؤدي إلى تحويل الغابات والمراعي والسافانا إلى حقولزراعية ومراعي إزالة الغابات وتغيير نظم البيئة.
حرق الوقود الأحفوري والكتلة الحيوية .
يعتبر استخدام أسمدة النترات والأمونيوم لتعزيز نمو النبات مصدرًا آخر لأكسيد النيتروز.

الأوزون

نسبة غاز الأوزون في الغلاف الجوي هي 0.000004 ويرمز له بـ O3 وهو واحد من الغازات الموجودة في طبقات الغلاف الجوي في مناطق مختلفة. يركز معظم وجود الأوزون، يقارب 97% منه، في طبقة الستراتوسفير على ارتفاع يتراوح بين 15 إلى 55 كيلومتر فوق سطح الأرض. كما يتركز الأوزون أيضا على سطح الأرض حول المدن. يتم تكوين معظم غاز الأوزون بشكل ثانوي نتيجة الضباب الدخاني الكيميائي الذي ينشأ بفعل الإنسان.

على الرغم من أن تراكم غاز الأوزون يعتبر ساما للكائنات الحية المتواجدة والمعيشة على سطح الأرض، إلا أن غاز الأوزون الموجود في طبقة الستراتوسفير له أهمية كبيرة في الحفاظ على الحياة. يقوم بامتصاص الأشعة فوق البنفسجية المضرة. وقد تناقصت نسبة غاز الأوزون في الستراتوسفير خلال السنوات الأخيرة بسبب تراكم المركبات الكلورية الفلورية التي يصنعها الإنسان في الغلاف الجوي.

فلقد لوحظ في أواخر السبعينيات وجود ثقوب شديدة في طبقة الأوزون الموجودة فوق القارة القطبية الجنوبية فالمنطقة الموجودة بين خط عرض 65 درجة شمالًا و 65 درجة جنوبًا وطبقًا لقياسات الأقمار الصناعية قد شهدت إنخفاضًا في نسبة غاز الأوزون الموجود في الستراتوسفير بنسبة تقدر ب 3% عن الماضي . ، ،