الامارات 7 - يحتفظ بعض الكواكب والنجوم بمجموعة من الغازات في محيطها نتيجة جاذبيتها التي تجذب هذه الغازات مع مرور الزمن. ومع ذلك، تُعد الأرض الكوكب الوحيد في النظام الشمسي الذي يمتلك مجموعة من الغازات التي تدعم الحياة، حيث يُطلق عليها الغلاف الجوي (Atmosphere). يصل سمكه تقريباً إلى 480 كم، بينما يكون ضغط الهواء عند سطح البحر حوالي 1 كغ/سم²، ويقل إلى 0.7 كغ/سم² عند ارتفاع 3 كم. يوجد معظم الهواء الجوي على ارتفاع 16 كم فقط من سطح الأرض.
الغلاف الجوي له دور هام في حياة كوكب الأرض؛ فهو يمنع الأجسام من الاحتراق عند دخولها الغلاف الجوي، كما يحتوي على الأكسجين الضروري للتنفس، ويساهم في هطول الأمطار. علاوة على ذلك، تعمل غازات الهواء الجوي على تسخين سطح الأرض من خلال امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والاحتفاظ بالحرارة.
يعتقد العلماء أن الأكسجين بدأ يظهر منذ حوالي 2.7 مليار سنة بفعل الطحالب الضوئية، أي عندما بدأ الغلاف الجوي للأرض الثاني بالظهور بعد تكوين المحيطات. أما ثاني أكسيد الكربون، فقد بدأ يتراكم في مخازن كربونية قبل حوالي 3.5 مليار سنة، وذلك بعد إعادة ترتيب القارات بفعل تكتونية الصفائح. شهد الأكسجين تقلبات قبل أن يصل إلى حالته المستقرة، حيث ظهر الأكسجين الحر قبل 1.7 مليار سنة، وبالتالي تحول الغلاف الجوي للأرض من جو مختزل إلى جو مؤكسد.
يختلط الهواء الجوي بفعل حركة الغلاف الجوي، وفي ارتفاعات حول 90 كم، تبدأ الغازات الأخف وزناً مثل الهيدروجين والهيليوم بالانتشار. يتكون الغلاف الجوي الحالي من غازات بتراكيز ثابتة تشمل:
النيتروجين (N₂): 78.084%
الأكسجين (O₂): 20.946%
الأرجون (Ar): 0.934%
النيون (Ne): 0.0018%
الهيليوم (He): 0.000524%
الميثان (CH₄): 0.0002%
الكريبتون (Kr): 0.000114%
الهيدروجين (H₂): 0.00005%
أكسيد النيتروز (N₂O): 0.00005%
الزينون (Xe): 0.0000087%
أما الغازات التي توجد بتراكيز متغيرة فهي:
بخار الماء (H₂O): 0 - 7%
ثاني أكسيد الكربون (CO₂): 0.01 - 0.1% (المتوسط حوالي 0.032%)
الأوزون (O₃): 0 - 0.01%
ثاني أكسيد الكبريت (SO₂): 0 - 0.0001%
ثاني أكسيد النيتروجين (NO₂): 0 - 0.000002%
الهواء الجوي يتكون من عدة طبقات، هي:
التروبوسفير: حيث تحدث معظم حالات الطقس وتحتوي على السحب ونسبة 99% من بخار الماء. تمتد هذه الطبقة حتى 10 كم فوق سطح البحر.
الستراتوسفير: حيث يتم امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بفضل طبقة الأوزون، مما يؤدي إلى زيادة الحرارة مع الارتفاع. تتميز هذه الطبقة بقلة الاضطرابات، مما يجعل الطائرات التجارية تطير في جزءها السفلي.
الميزوسفير: تصل إلى ارتفاع 85 كم، حيث تنخفض درجات الحرارة بشكل كبير وتصبح أقل درجة حرارة في الغلاف الجوي -90 درجة مئوية، وتحترق النيازك في هذه الطبقة.
الثيرموسفير: تصل درجات الحرارة في الجزء العلوي إلى 500 - 2000 درجة مئوية بسبب امتصاص الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية، وتشهد هذه الطبقة حدوث الشفق القطبي. تدور الأقمار الصناعية في هذه الطبقة.
الإكزوسفير: تمتد من 100,000 إلى 190,000 كم فوق سطح البحر، وهي الحد الفاصل بين الغلاف الجوي والفضاء، حيث يكون الهواء رقيقاً ويتسرب تدريجياً إلى الفضاء.
الأيونوسفير: توجد في أجزاء من طبقات الميزوسفير والثيرموسفير، وتنتج الأيونات بسبب تسريب الإلكترونات بفعل الأشعة عالية الطاقة. لا تمتلك هذه الطبقة حدوداً مميزة.
الغلاف الجوي له دور هام في حياة كوكب الأرض؛ فهو يمنع الأجسام من الاحتراق عند دخولها الغلاف الجوي، كما يحتوي على الأكسجين الضروري للتنفس، ويساهم في هطول الأمطار. علاوة على ذلك، تعمل غازات الهواء الجوي على تسخين سطح الأرض من خلال امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والاحتفاظ بالحرارة.
يعتقد العلماء أن الأكسجين بدأ يظهر منذ حوالي 2.7 مليار سنة بفعل الطحالب الضوئية، أي عندما بدأ الغلاف الجوي للأرض الثاني بالظهور بعد تكوين المحيطات. أما ثاني أكسيد الكربون، فقد بدأ يتراكم في مخازن كربونية قبل حوالي 3.5 مليار سنة، وذلك بعد إعادة ترتيب القارات بفعل تكتونية الصفائح. شهد الأكسجين تقلبات قبل أن يصل إلى حالته المستقرة، حيث ظهر الأكسجين الحر قبل 1.7 مليار سنة، وبالتالي تحول الغلاف الجوي للأرض من جو مختزل إلى جو مؤكسد.
يختلط الهواء الجوي بفعل حركة الغلاف الجوي، وفي ارتفاعات حول 90 كم، تبدأ الغازات الأخف وزناً مثل الهيدروجين والهيليوم بالانتشار. يتكون الغلاف الجوي الحالي من غازات بتراكيز ثابتة تشمل:
النيتروجين (N₂): 78.084%
الأكسجين (O₂): 20.946%
الأرجون (Ar): 0.934%
النيون (Ne): 0.0018%
الهيليوم (He): 0.000524%
الميثان (CH₄): 0.0002%
الكريبتون (Kr): 0.000114%
الهيدروجين (H₂): 0.00005%
أكسيد النيتروز (N₂O): 0.00005%
الزينون (Xe): 0.0000087%
أما الغازات التي توجد بتراكيز متغيرة فهي:
بخار الماء (H₂O): 0 - 7%
ثاني أكسيد الكربون (CO₂): 0.01 - 0.1% (المتوسط حوالي 0.032%)
الأوزون (O₃): 0 - 0.01%
ثاني أكسيد الكبريت (SO₂): 0 - 0.0001%
ثاني أكسيد النيتروجين (NO₂): 0 - 0.000002%
الهواء الجوي يتكون من عدة طبقات، هي:
التروبوسفير: حيث تحدث معظم حالات الطقس وتحتوي على السحب ونسبة 99% من بخار الماء. تمتد هذه الطبقة حتى 10 كم فوق سطح البحر.
الستراتوسفير: حيث يتم امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بفضل طبقة الأوزون، مما يؤدي إلى زيادة الحرارة مع الارتفاع. تتميز هذه الطبقة بقلة الاضطرابات، مما يجعل الطائرات التجارية تطير في جزءها السفلي.
الميزوسفير: تصل إلى ارتفاع 85 كم، حيث تنخفض درجات الحرارة بشكل كبير وتصبح أقل درجة حرارة في الغلاف الجوي -90 درجة مئوية، وتحترق النيازك في هذه الطبقة.
الثيرموسفير: تصل درجات الحرارة في الجزء العلوي إلى 500 - 2000 درجة مئوية بسبب امتصاص الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية، وتشهد هذه الطبقة حدوث الشفق القطبي. تدور الأقمار الصناعية في هذه الطبقة.
الإكزوسفير: تمتد من 100,000 إلى 190,000 كم فوق سطح البحر، وهي الحد الفاصل بين الغلاف الجوي والفضاء، حيث يكون الهواء رقيقاً ويتسرب تدريجياً إلى الفضاء.
الأيونوسفير: توجد في أجزاء من طبقات الميزوسفير والثيرموسفير، وتنتج الأيونات بسبب تسريب الإلكترونات بفعل الأشعة عالية الطاقة. لا تمتلك هذه الطبقة حدوداً مميزة.