Atmosferadagi gazlarning tuzilishi va muvozanati. Atmosferaning tarkibi Yer atmosferasining tarkibi

Issiqxona effekti muammosi, ayniqsa, bizning asrimizda, biz boshqa sanoat zavodini qurish uchun o'rmonlarni yo'q qilayotganimizda dolzarbdir va ko'pchiligimiz hayotni avtomobilsiz tasavvur qila olmaymiz. Biz, xuddi tuyaqushlar kabi, faoliyatimizdan zararni sezmay, boshimizni qumga ko'mamiz. Ayni paytda issiqxona effekti kuchayib, global falokatlarga olib keladi.

Issiqxona effekti hodisasi atmosfera paydo bo'lganidan beri mavjud bo'lgan, garchi u unchalik sezilmagan bo'lsa ham. Shunga qaramay, uni o'rganish avtomobillarni faol ishlatishdan ancha oldin boshlangan va.

Qisqacha ta'rif

Issiqxona effekti - bu issiqxona gazlarining to'planishi tufayli sayyoraning quyi atmosferasidagi haroratning oshishi. Uning mexanizmi quyidagicha: quyosh nurlari atmosferaga kirib, sayyora yuzasini isitadi.

Sirtdan keladigan termal radiatsiya kosmosga qaytishi kerak, ammo pastki atmosfera ular kirib borishi uchun juda zich. Buning sababi issiqxona gazlari. Issiqlik nurlari atmosferada saqlanib, uning haroratini oshiradi.

Issiqxona effektini tadqiq qilish tarixi

Odamlar bu hodisa haqida birinchi marta 1827 yilda gapira boshladilar. Keyin Jan Baptiste Jozef Furyening "Globus va boshqa sayyoralar harorati haqida eslatma" maqolasi paydo bo'ldi, unda u issiqxona effekti mexanizmi va uning Yerda paydo bo'lish sabablari haqida o'z fikrlarini batafsil bayon qildi. Furye o‘z tadqiqotida nafaqat o‘zining tajribalariga, balki M. De Sossyurning hukmlariga ham tayangan. Ikkinchisi ichkaridan qoraygan, yopilgan va quyosh nuriga joylashtirilgan shisha idish bilan tajriba o'tkazdi. Idish ichidagi harorat tashqariga qaraganda ancha yuqori edi. Bu quyidagi omil bilan izohlanadi: termal radiatsiya qorong'i oynadan o'tolmaydi, ya'ni u idish ichida qoladi. Shu bilan birga, quyosh nuri devorlardan osongina o'tadi, chunki idishning tashqi qismi shaffof bo'lib qoladi.

Bir nechta formulalar

Radiusi R va sferik albedo A bo'lgan sayyora tomonidan vaqt birligida so'rilgan quyosh nurlanishining umumiy energiyasi quyidagilarga teng:

E = pR2 (R2 dan E_0) (1 – A),

Bu erda E_0 - quyosh doimiysi, r - Quyoshgacha bo'lgan masofa.

Stefan-Boltzman qonuniga ko'ra, radiusi R bo'lgan sayyoraning muvozanatli issiqlik nurlanishi L, ya'ni chiqaradigan sirtning maydoni 4pR2:

L=4pR2 sTE^4,

bu erda TE - sayyoraning samarali harorati.

Sabablari

Hodisaning tabiati kosmosdan va sayyora yuzasidan radiatsiya uchun atmosferaning turli shaffofligi bilan izohlanadi. Quyosh nurlari uchun sayyora atmosferasi shisha kabi shaffofdir va shuning uchun ular undan osongina o'tadi. Va termal nurlanish uchun atmosferaning pastki qatlamlari "o'tib bo'lmaydigan", o'tish uchun juda zich. Shuning uchun termal nurlanishning bir qismi atmosferada qoladi va asta-sekin uning eng quyi qatlamlariga tushadi. Shu bilan birga, atmosferani qalinlashtiradigan issiqxona gazlari miqdori ortib bormoqda.

Maktabda bizga issiqxona effektining asosiy sababi inson faoliyati ekanligini o'rgatishgan. Evolyutsiya bizni sanoatga olib keldi, biz tonnalab ko'mir, neft va gazni yoqib, yoqilg'i ishlab chiqaramiz, buning natijasida atmosferaga issiqxona gazlari va moddalar chiqariladi. Ular orasida suv bug'i, metan, karbonat angidrid va azot oksidi bor. Ularning nima uchun shunday nomlangani aniq. Sayyora yuzasi quyosh nurlari bilan isitiladi, lekin u issiqlikning bir qismini "beradi". Yer yuzasidan keladigan termal nurlanish infraqizil deyiladi.

Atmosferaning pastki qismidagi issiqxona gazlari issiqlik nurlarining koinotga qaytishiga to'sqinlik qiladi va ularni ushlab turadi. Natijada, sayyoramizning o'rtacha harorati ortib bormoqda va bu xavfli oqibatlarga olib keladi.

Haqiqatan ham atmosferadagi issiqxona gazlari miqdorini tartibga soluvchi hech narsa yo'qmi? Albatta mumkin. Kislorod bu vazifani mukammal bajaradi. Ammo muammo shundaki, sayyoramiz aholisi doimiy ravishda o'sib bormoqda, bu esa ko'proq kislorod iste'mol qilinishini anglatadi. Bizning yagona najotimiz - o'simliklar, ayniqsa o'rmonlar. Ular ortiqcha karbonat angidridni o'zlashtiradi va odamlar iste'mol qilgandan ko'ra ko'proq kislorod chiqaradi.

Issiqxona effekti va Yer iqlimi

Issiqxona effektining oqibatlari haqida gapirganda, biz uning Yer iqlimiga ta'sirini tushunamiz. Birinchidan, bu global isish. Ko'pchilik "issiqxona effekti" va "global isish" tushunchalarini tenglashtiradi, lekin ular teng emas, balki o'zaro bog'liqdir: birinchisi ikkinchisining sababi.

Global isish okeanlar bilan bevosita bog'liq. Mana ikkita sabab-natija munosabatlariga misol.

  1. Sayyoraning o'rtacha harorati ko'tariladi, suyuqlik bug'lana boshlaydi. Bu Jahon okeaniga ham taalluqlidir: ba'zi olimlar bir necha yuz yildan keyin u "quriy boshlaydi" deb qo'rqishadi.
  2. Shu bilan birga, yuqori harorat tufayli muzliklar va dengiz muzlari yaqin kelajakda faol eriy boshlaydi. Bu dengiz sathining muqarrar ravishda ko'tarilishiga olib keladi.

Biz allaqachon qirg'oqbo'yi hududlarida muntazam suv toshqinlarini kuzatmoqdamiz, ammo Jahon okeanining darajasi sezilarli darajada ko'tarilsa, yaqin atrofdagi barcha quruqlik hududlari suv ostida qoladi va ekinlar nobud bo'ladi.

Odamlar hayotiga ta'siri

Erning o'rtacha haroratining oshishi bizning hayotimizga ta'sir qilishini unutmang. Buning oqibatlari juda jiddiy bo'lishi mumkin. Sayyoramizning qurg'oqchilikka moyil bo'lgan ko'plab hududlari mutlaqo yaroqsiz bo'lib qoladi, odamlar boshqa mintaqalarga ommaviy ravishda ko'chib o'tishni boshlaydilar. Bu esa muqarrar ravishda ijtimoiy-iqtisodiy muammolarga, uchinchi va to‘rtinchi jahon urushlarining boshlanishiga olib keladi. Oziq-ovqat etishmasligi, ekinlarning nobud bo'lishi - bu bizni keyingi asrda kutayotgan narsadir.

Lekin kutish kerakmi? Yoki hali ham biror narsani o'zgartirish mumkinmi? Insoniyat issiqxona effektining zararini kamaytira oladimi?

Yerni qutqaradigan harakatlar

Bugungi kunda issiqxona gazlarining to'planishiga olib keladigan barcha zararli omillar ma'lum va biz buni to'xtatish uchun nima qilish kerakligini bilamiz. Bir odam hech narsani o'zgartirmaydi, deb o'ylamang. Albatta, bu ta'sirga faqat butun insoniyat erisha oladi, lekin kim biladi - ehtimol, hozirda shunga o'xshash maqolani yana yuzlab odamlar o'qiyotgandir?

O'rmonni muhofaza qilish

O'rmonlarni kesishni to'xtatish. O'simliklar bizning najotimizdir! Bundan tashqari, nafaqat mavjud o'rmonlarni saqlab qolish, balki yangilarini faol ravishda ekish kerak.

Har bir inson bu muammoni tushunishi kerak.

Fotosintez shunchalik kuchliki, u bizni juda ko'p miqdorda kislorod bilan ta'minlaydi. Bu odamlarning normal hayoti va atmosferadagi zararli gazlarni yo'q qilish uchun etarli bo'ladi.

Elektr transport vositalaridan foydalanish

Yoqilg'i bilan ishlaydigan transport vositalaridan foydalanishni rad etish. Har bir avtomobil har yili katta miqdorda issiqxona gazlarini chiqaradi, shuning uchun nima uchun atrof-muhit uchun sog'lomroq tanlov qilmaysiz? Olimlar allaqachon bizga elektromobillarni - yoqilg'idan foydalanmaydigan ekologik toza avtomobillarni taklif qilmoqdalar. "Yoqilg'i" mashinasining minuslari issiqxona gazlarini yo'q qilish yo'lidagi yana bir qadamdir. Butun dunyoda ular ushbu o'tishni tezlashtirishga harakat qilmoqdalar, ammo hozirgacha bunday mashinalarning zamonaviy ishlanmalari mukammal emas. Bunday mashinalar eng ko'p ishlatiladigan Yaponiyada ham ular foydalanishga to'liq o'tishga tayyor emaslar.

Uglevodorod yoqilg'ilariga muqobil

Muqobil energiya ixtirosi. Insoniyat bir joyda turmaydi, nega biz ko'mir, neft va gazdan foydalanishda tiqilib qoldik? Ushbu tabiiy komponentlarni yoqish atmosferada issiqxona gazlarining to'planishiga olib keladi, shuning uchun energiyaning ekologik toza shakliga o'tish vaqti keldi.

Biz zararli gazlarni chiqaradigan hamma narsani butunlay tark eta olmaymiz. Ammo biz atmosferadagi kislorod miqdorini oshirishga yordam bera olamiz. Faqat haqiqiy erkak daraxt ekishi kerak emas - har bir inson buni qilishi kerak!


Atmosfera (yunoncha atmoc — bugʻ va shar — shar) — Yerning gaz (havo) qobigʻi boʻlib, u bilan birga aylanadi. Atmosfera mavjud ekan, Yerda hayot mumkin. Barcha tirik organizmlar atmosfera havosidan nafas olish uchun foydalanadilar, atmosfera kosmik nurlarning zararli ta'siridan va tirik organizmlar uchun halokatli haroratdan, kosmosning sovuq "nafasi" dan himoya qiladi.

Atmosfera havosi - bu Yer atmosferasini tashkil etuvchi gazlar aralashmasi. Havo hidsiz, shaffof, zichligi 1,2928 g/l, suvda eruvchanligi 29,18 sm~/l, suyuq holatda esa zangori rangga ega bo'ladi. Inson hayoti havosiz, suvsiz va oziq-ovqatsiz mumkin emas, lekin agar odam ovqatsiz bir necha hafta, suvsiz - bir necha kun yashay olsa, u holda bo'g'ilishdan o'lim 4 - 5 daqiqadan so'ng sodir bo'ladi.

Atmosferaning asosiy komponentlari: azot, kislorod, argon va karbonat angidrid. Argondan tashqari, boshqa inert gazlar kichik konsentratsiyalarda mavjud. Atmosfera havosida doimo suv bug'lari (taxminan 3 - 4%) va qattiq zarralar - chang mavjud.

Yer atmosferasi er usti havosining bir jinsli tarkibiga ega boʻlgan quyi (100 km gacha) gomosferaga va kimyoviy tarkibi bir jinsli boʻlmagan yuqori getosferaga boʻlinadi. Atmosferaning muhim xususiyatlaridan biri kislorodning mavjudligi. Erning birlamchi atmosferasida kislorod yo'q edi. Uning paydo bo'lishi va to'planishi yashil o'simliklarning tarqalishi va fotosintez jarayoni bilan bog'liq. Moddalarning kislorod bilan kimyoviy o'zaro ta'siri natijasida tirik organizmlar hayoti uchun zarur bo'lgan energiyani oladi.

Atmosfera orqali Yer va Kosmos o'rtasida moddalar almashinuvi sodir bo'ladi, Yer esa kosmik chang va meteoritlarni oladi va eng engil gazlar - vodorod va geliyni yo'qotadi. Atmosfera kuchli quyosh nurlanishi bilan o'tadi, bu sayyora yuzasining issiqlik rejimini belgilaydi, atmosfera gazlari molekulalarining dissotsiatsiyasiga va atomlarning ionlanishiga olib keladi. Keng, yupqa yuqori atmosfera asosan ionlardan iborat.

Atmosferaning fizik xususiyatlari va holati vaqt o'tishi bilan o'zgaradi: kun davomida, fasllar, yillar - va kosmosda, dengiz sathidan balandlik, kenglik va okeandan masofaga qarab.

Atmosferaning tuzilishi

Umumiy massasi 5,15 10" tonna bo'lgan atmosfera Yer yuzasidan yuqoriga qarab taxminan 3 ming km gacha cho'zilgan. Atmosferaning kimyoviy tarkibi va fizik xususiyatlari balandlikka qarab o'zgaradi, shuning uchun u troposfera, stratosfera, mezosfera, ionosfera (termosfera) va ekzosferaga bo'linadi.

Atmosferadagi havoning asosiy qismi (80% gacha) pastki, tuproq qatlami - troposferada joylashgan. Troposferaning qalinligi oʻrtacha 11 – 12 km: qutblardan 8 – 10 km, ekvatordan 16 – 18 km balandlikda. Troposferada Yer yuzasidan uzoqlashganda harorat 1 km ga 6 "S ga kamayadi (8-rasm). 18 - 20 km balandlikda haroratning silliq pasayishi to'xtaydi, u deyarli doimiy bo'lib qoladi: - 60. ... - 70 "C. Atmosferaning bu qismi tropopauza deb ataladi. Keyingi qatlam - stratosfera - yer yuzasidan 20 - 50 km balandlikni egallaydi. Unda havoning qolgan qismi (20%) to'plangan. Bu erda harorat Yer yuzasidan 1 km ga 1 - 2 "C ga oshadi va 50 - 55 km balandlikdagi stratopauzada 0 "C ga etadi. Keyinchalik 55-80 km balandlikda mezosfera joylashgan. Yerdan uzoqlashganda harorat 1 km ga 2 - 3 "S ga pasayadi va 80 km balandlikda mezopauzada - 75 ... - 90 "S ga etadi. 80 - 1000 va 1000 - 2000 km balandliklarni egallagan termosfera va ekzosfera atmosferaning eng kam uchraydigan qismlaridir. Bu erda faqat gazlarning alohida molekulalari, atomlari va ionlari topiladi, ularning zichligi Yer yuzasidan millionlab marta kamroq. 10-20 ming km balandlikda gaz izlari topilgan.

Havo qobig'ining qalinligi kosmik masofalar bilan solishtirganda nisbatan kichik: u Yer radiusining to'rtdan bir qismini va Yerdan Quyoshgacha bo'lgan masofaning o'n mingdan bir qismini tashkil qiladi. Dengiz sathida atmosferaning zichligi 0,001 g/sm~, ya'ni. suv zichligidan ming marta kam.

Atmosfera, yer yuzasi va Yerning boshqa sferalari o'rtasida doimiy issiqlik, namlik va gazlar almashinuvi mavjud bo'lib, ular atmosferadagi havo massalarining aylanishi bilan birga asosiy iqlim hosil qiluvchi jarayonlarga ta'sir qiladi. Atmosfera tirik organizmlarni kosmik nurlanishning kuchli oqimidan himoya qiladi. Har soniyada kosmik nurlar oqimi atmosferaning yuqori qatlamlariga tushadi: gamma, rentgen nurlari, ultrabinafsha, ko'rinadigan, infraqizil. Agar ularning barchasi yer yuzasiga yetib borsa, bir necha daqiqada butun hayotni yo'q qiladi.

Ozon ekrani eng muhim himoya qiymatiga ega. U stratosferada Yer yuzasidan 20 dan 50 km gacha balandlikda joylashgan. Atmosferadagi ozonning umumiy miqdori (Oz) 3,3 milliard tonnani tashkil etadi, bu qatlamning qalinligi nisbatan kichik: umumiy sharoitda u ekvatorda 2 mm va qutblarda 4 mm. Ozonning maksimal kontsentratsiyasi - havoning million qismiga 8 qism - 20 - 25 km balandlikda joylashgan.

Ozon ekranining asosiy ahamiyati shundaki, u tirik organizmlarni qattiq ultrabinafsha nurlanishdan himoya qiladi. Uning energiyasining bir qismi reaksiyaga sarflanadi: SO2 ↔ SO3. Ozon ekrani toʻlqin uzunligi taxminan 290 nm yoki undan kam boʻlgan ultrabinafsha nurlarni oʻziga singdiradi, shuning uchun yuqoriroq hayvonlar va odamlar uchun foydali hamda mikroorganizmlar uchun zararli boʻlgan ultrabinafsha nurlar yer yuzasiga yetib boradi. 1980-yillarning boshlarida kuzatilgan ozon qatlamining buzilishi sovutish moslamalarida freonlardan foydalanish va kundalik hayotda ishlatiladigan aerozollarning atmosferaga chiqishi bilan izohlanadi. O'shanda dunyo bo'ylab freon chiqindilari yiliga 1,4 million tonnani tashkil etdi va ayrim mamlakatlarning havoni freonlar bilan ifloslanishiga qo'shgan hissasi: 35% - AQSh, har biri 10% - Yaponiya va Rossiya, 40% - EEC mamlakatlari, 5% - boshqa mamlakatlar. Muvofiqlashtirilgan chora-tadbirlar freonlarning atmosferaga chiqishini kamaytirishga imkon berdi. Tovushdan tez uchadigan samolyotlar va kosmik kemalarning parvozlari ozon qatlamiga halokatli ta'sir ko'rsatadi.

Atmosfera Yerni ko'plab meteoritlardan himoya qiladi. Har soniyada atmosferaga 200 milliongacha meteorit kiradi, ular oddiy ko'z bilan ko'rinadi, ammo ular atmosferada yonib ketadi. Kosmik changning mayda zarralari ularning atmosferadagi harakatini sekinlashtiradi. Har kuni Yerga taxminan 10 "kichik meteoritlar tushadi. Bu Yer massasining yiliga 1 ming tonnaga oshishiga olib keladi. Atmosfera issiqlik izolyatsion filtrdir. Atmosfera bo'lmaganida, Erdagi harorat farqi kuniga yetib boradi. 200" C (kunduzi 100 "C dan kechasi - 100" C gacha).

Atmosferadagi gazlar balansi

Troposferadagi atmosfera havosining nisbatan doimiy tarkibi barcha tirik organizmlar uchun eng katta ahamiyatga ega. Atmosferadagi gazlar muvozanati doimiy ravishda tirik organizmlar tomonidan ulardan foydalanish va gazlarni atmosferaga chiqarish jarayonlari tufayli saqlanadi. Azot kuchli geologik jarayonlar (vulqon otilishi, zilzilalar) va organik birikmalarning parchalanishi paytida ajralib chiqadi. Tugun bakteriyalarining faolligi tufayli azot havodan chiqariladi.

Biroq, so'nggi yillarda insonning xo'jalik faoliyati tufayli atmosferadagi azot balansida o'zgarishlar yuz berdi. Azotli o'g'itlarni ishlab chiqarishda azotni biriktirish sezilarli darajada oshdi. Taxminlarga ko'ra, sanoatda azotni biriktirish hajmi yaqin kelajakda sezilarli darajada oshadi va uning atmosferaga chiqarilishidan oshadi. Azotli oʻgʻitlar ishlab chiqarish har 6 yilda ikki baravar koʻpayadi. Bu qishloq xo‘jaligining azotli o‘g‘itlarga bo‘lgan ortib borayotgan ehtiyojlarini qondiradi. Biroq, atmosfera havosidan azotni olib tashlash uchun kompensatsiya masalasi hal etilmagan. Biroq, atmosferada azotning umumiy miqdori juda katta bo'lganligi sababli, bu muammo kislorod va karbonat angidrid balansi kabi jiddiy emas.

Taxminan 3,5-4 milliard yil oldin atmosferadagi kislorod miqdori hozirgidan 1000 baravar kam edi, chunki asosiy kislorod ishlab chiqaruvchilari - yashil o'simliklar yo'q edi. Kislorod va karbonat angidridning hozirgi nisbati tirik organizmlarning hayotiy faoliyati bilan saqlanadi. Fotosintez natijasida yashil o'simliklar karbonat angidridni iste'mol qiladi va kislorod chiqaradi. U barcha tirik organizmlar tomonidan nafas olish uchun ishlatiladi. CO3 va O2 ni iste'mol qilish va ularni atmosferaga chiqarishning tabiiy jarayonlari yaxshi muvozanatlangan.

Sanoat va transportning rivojlanishi bilan kislorod yonish jarayonlarida tobora ortib borayotgan miqdorda foydalaniladi. Masalan, bitta transatlantik parvoz paytida reaktiv samolyot 35 tonna kislorodni yoqib yuboradi. Yengil avtomobil 1,5 ming kilometrga bir kishining sutkalik kislorodga bo'lgan ehtiyojini iste'mol qiladi (o'rtacha bir kishi kuniga 500 litr kislorod iste'mol qiladi, o'pkadan 12 tonna havo o'tadi). Mutaxassislarning fikriga ko'ra, har xil turdagi yoqilg'ining yonishi uchun hozir yashil o'simliklar tomonidan ishlab chiqariladigan kislorodning 10 dan 25 foizigacha kerak bo'ladi. O'rmonlar, savannalar, dashtlar maydonlarining qisqarishi va cho'l hududlarining ko'payishi, shaharlar va transport magistrallarining o'sishi tufayli atmosferani kislorod bilan ta'minlash kamaymoqda. Daryolar, ko'llar, dengizlar va okeanlarning ifloslanishi tufayli suv o'simliklari orasida kislorod ishlab chiqaruvchilar soni kamayib bormoqda. Kelgusi 150-180 yil ichida atmosferadagi kislorod miqdori hozirgi tarkibiga nisbatan uchdan bir qismga kamayadi, deb ishoniladi.

Atmosferaga karbonat angidrid chiqishi ekvivalenti bilan bir vaqtda kislorod zahiralaridan foydalanish ortib bormoqda. BMT ma'lumotlariga ko'ra, so'nggi 100 yil ichida Yer atmosferasidagi CO~ miqdori 10-15% ga oshgan. Agar mo'ljallangan tendentsiya davom etsa, uchinchi ming yillikda atmosferadagi CO ~ miqdori 25% ga oshishi mumkin, ya'ni. quruq atmosfera havosi hajmining 0,0324 dan 0,04% gacha. Atmosferada karbonat angidridning bir oz ko'payishi qishloq xo'jaligi o'simliklarining hosildorligiga ijobiy ta'sir ko'rsatadi. Shunday qilib, issiqxonalarda havo karbonat angidrid bilan to'yingan bo'lsa, fotosintez jarayonining kuchayishi tufayli sabzavotlarning hosildorligi ortadi. Biroq, atmosferada COz ning ortishi bilan murakkab global muammolar paydo bo'ladi, ular quyida muhokama qilinadi.

Atmosfera asosiy meteorologik va iqlim hosil qiluvchi omillardan biridir. Iqlim hosil qiluvchi tizimga atmosfera, okean, quruqlik yuzasi, kriosfera va biosfera kiradi. Ushbu komponentlarning harakatchanligi va inertial xarakteristikalari har xil bo'lib, ular qo'shni tizimlarda tashqi buzilishlarga turli xil reaktsiya vaqtlariga ega. Shunday qilib, atmosfera va quruqlik yuzasi uchun javob vaqti bir necha hafta yoki oyni tashkil qiladi. Atmosfera namlik va issiqlik almashinuvining aylanish jarayonlari va siklonik faollik bilan bog'liq.



Sayyoramiz atmosferasidagi issiqxona effekti Yer yuzasidan ko'tarilgan spektrning infraqizil diapazonidagi energiya oqimi atmosfera gazlari molekulalari tomonidan so'rilishi va turli yo'nalishlarda qayta nurlanishi bilan izohlanadi. Natijada, issiqxona gazlari molekulalari tomonidan so'rilgan energiyaning yarmi Yer yuzasiga qaytib, uning isishiga olib keladi. Shuni ta'kidlash kerakki, issiqxona effekti tabiiy atmosfera hodisasidir (5-rasm). Agar Yerda umuman issiqxona effekti bo'lmaganida, sayyoramizdagi o'rtacha harorat -21 ° C atrofida bo'lar edi, lekin issiqxona gazlari tufayli u +14 ° C ni tashkil qiladi. Shuning uchun, sof nazariy jihatdan, issiqxona gazlarini Yer atmosferasiga chiqarish bilan bog'liq inson faoliyati sayyorani yanada isitishga olib kelishi kerak. Asosiy issiqxona gazlari Yerning issiqlik balansiga taxminiy ta'sir qilish tartibiga ko'ra suv bug'lari (36-70%), karbonat angidrid (9-26%), metan (4-9%), galokarbonlar, azot oksidi.

Guruch.

Ko'mirda ishlaydigan elektr stansiyalari, zavod mo'rilari, avtomobil chiqindilari va inson tomonidan ishlab chiqarilgan boshqa ifloslantiruvchi manbalar birgalikda har yili atmosferaga 22 milliard tonna karbonat angidrid va boshqa issiqxona gazlarini chiqaradi. Chorvachilik, o'g'itlardan foydalanish, ko'mir yoqish va boshqa manbalar yiliga 250 million tonnaga yaqin metan ishlab chiqaradi. Insoniyat chiqaradigan issiqxona gazlarining yarmiga yaqini atmosferada qoladi. Oxirgi 20 yildagi barcha antropogen issiqxona gazlari emissiyasining toʻrtdan uch qismi neft, tabiiy gaz va koʻmirdan foydalanish natijasida yuzaga keladi (6-rasm). Qolganlarning ko'p qismi landshaftdagi o'zgarishlar, birinchi navbatda o'rmonlarning kesilishi bilan bog'liq.

Guruch.

suv bug'i- bugungi kunda eng muhim issiqxona gazi. Biroq, suv bug'i boshqa ko'plab jarayonlarda ham ishtirok etadi, bu uning rolini turli sharoitlarda juda noaniq qiladi.

Avvalo, Yer yuzasidan bug'lanish va atmosferada yanada kondensatsiyalanish jarayonida atmosferaga kiradigan barcha issiqlikning 40% gacha konvektsiya tufayli atmosferaning quyi qatlamlariga (troposfera) o'tadi. Shunday qilib, suv bug'lari bug'langanda, u sirt haroratini biroz pasaytiradi. Ammo atmosferadagi kondensatsiya natijasida ajralib chiqadigan issiqlik uni isitish uchun ketadi va keyinchalik Yer yuzasini isitadi.

Ammo suv bug'ining kondensatsiyasidan so'ng suv tomchilari yoki muz kristallari hosil bo'ladi, ular quyosh nurlarini sochish jarayonlarida intensiv ishtirok etadilar va quyosh energiyasining bir qismini kosmosga qaytaradilar. Bu tomchilar va kristalllarning shunchaki to'planishi bo'lgan bulutlar atmosferaning o'zi tomonidan kosmosga qaytariladigan quyosh energiyasining (albedo) ulushini oshiradi (va keyin bulutlardan yog'ingarchilik qor shaklida tushib, sirt albedosini oshiradi. ).

Biroq, suv bug'lari, hatto tomchilar va kristallarga kondensatsiyalangan bo'lsa ham, spektrning infraqizil hududida kuchli yutilish chiziqlarini saqlab qoladi, ya'ni bir xil bulutlarning roli aniq emas. Bu ikkilik ayniqsa quyidagi ekstremal holatlarda seziladi - quyoshli yoz ob-havosida osmon bulutlar bilan qoplanganida, sirt harorati pasayadi va agar xuddi shu narsa qishki kechada sodir bo'lsa, aksincha, kuchayadi. Yakuniy natijaga bulutlarning joylashuvi ham ta'sir qiladi - past balandliklarda qalin bulutlar ko'p quyosh energiyasini aks ettiradi va bu holda muvozanat issiqxonaga qarshi effekt foydasiga bo'lishi mumkin, lekin baland balandliklarda ingichka sirr. bulutlar juda ko'p quyosh energiyasini pastga yo'naltiradi, lekin hatto ingichka bulutlar ham infraqizil nurlanish uchun deyarli engib bo'lmaydigan to'siqlardir va bu erda issiqxona effektining ustunligi haqida gapirish mumkin.

Suv bug'ining yana bir xususiyati - nam atmosfera ma'lum darajada boshqa issiqxona gazining - karbonat angidridning bog'lanishiga va uning yomg'ir orqali Yer yuzasiga o'tishiga yordam beradi, bu erda keyingi jarayonlar natijasida uni iste'mol qilish mumkin. karbonatlar va yonuvchan minerallarning shakllanishi.

Inson faoliyati atmosferadagi suv bug'ining tarkibiga juda zaif to'g'ridan-to'g'ri ta'sir ko'rsatadi - faqat sug'oriladigan erlar maydonining ko'payishi, botqoqlar maydonining o'zgarishi va energiya ishi tufayli, bu juda kam. Yerning butun suv yuzasidan bug'lanish foni va vulqon faolligi. Shu sababli, issiqxona effekti muammosini ko'rib chiqishda ko'pincha unga kam e'tibor beriladi.

Biroq, suv bug'ining tarkibiga bilvosita ta'sir juda katta bo'lishi mumkin, chunki biz hozir ko'rib chiqamiz, atmosferadagi suv bug'lari tarkibi va boshqa issiqxona gazlari tufayli isinish o'rtasidagi fikr-mulohazalar.

Ma'lumki, harorat oshishi bilan suv bug'ining bug'lanishi ham ortadi va har 10 ° C uchun havodagi suv bug'ining mumkin bo'lgan miqdori deyarli ikki baravar ortadi. Misol uchun, 0 ° C da to'yingan bug 'bosimi taxminan 6 MB, +10 ° C da - 12 MB va +20 ° C da - 23 MB.

Ko'rinib turibdiki, suv bug'ining tarkibi haroratga kuchli bog'liq bo'lib, u biron bir sababga ko'ra pasayganda, birinchidan, suv bug'ining issiqxona effekti pasayadi (tarkibning kamayishi tufayli), ikkinchidan, suv bug'ining kondensatsiyasi, Bu, albatta, kondensatsiya issiqligining chiqishi tufayli haroratning pasayishiga kuchli to'sqinlik qiladi, lekin kondensatsiyadan keyin quyosh energiyasining atmosferaning o'zida ham (tomchilar va muz kristallari ustiga sochilishi) va sirtda (qor yog'ishi) aks etishi kuchayadi. , bu esa haroratni yanada pasaytiradi.

Haroratning ko'tarilishi bilan atmosferadagi suv bug'ining tarkibi oshadi, uning issiqxona effekti kuchayadi, bu haroratning dastlabki o'sishini kuchaytiradi. Asosan, bulutlilik ham ortib bormoqda (nisbatan sovuq hududlarga ko'proq suv bug'lari kiradi), lekin juda zaif - I. Moxovning fikriga ko'ra, issiqlik darajasi uchun taxminan 0,4%, bu quyosh energiyasini aks ettirishning oshishiga katta ta'sir ko'rsata olmaydi.

Karbonat angidrid- bugungi kunda issiqxona effektining ikkinchi eng katta hissasi, harorat pasayganda muzlamaydi va hatto quruqlik sharoitida mumkin bo'lgan eng past haroratlarda ham issiqxona effektini yaratishda davom etadi. Ehtimol, vulqon faoliyati natijasida atmosferada karbonat angidridning asta-sekin to'planishi tufayli Yer kuchli muzliklar holatidan (hatto ekvator qalin muz qatlami bilan qoplangan bo'lsa ham) chiqa oldi. unga proterozoyning boshi va oxirida tushgan.

Karbonat angidrid litosfera-gidrosfera-atmosfera tizimidagi kuchli uglerod aylanishida ishtirok etadi va yer iqlimining o'zgarishi, birinchi navbatda, uning atmosferaga kirishi va undan chiqarilishi muvozanatining o'zgarishi bilan bog'liq.

Karbonat angidridning suvda nisbatan yuqori eruvchanligi tufayli gidrosferadagi (birinchi navbatda, okeanlar) karbonat angidrid miqdori hozirda 4x104 Gt (gigaton) uglerodni tashkil qiladi (bundan buyon uglerod miqdori bo'yicha CO2 haqida ma'lumotlar beriladi). , shu jumladan chuqur qatlamlar (Putvinskiy, 1998). Hozirgi vaqtda atmosferada taxminan 7,5x102 Gt uglerod mavjud (Alekseev va boshq., 1999). Atmosferadagi CO2 miqdori har doim ham past bo'lmagan - masalan, Arxeyada (taxminan 3,5 milliard yil oldin) atmosfera sezilarli darajada yuqori bosim va haroratda deyarli 85-90% karbonat angidriddan iborat edi (Soroxtin, Ushakov, 1997). Biroq, ichki makonni degassatsiya qilish natijasida Yer yuzasiga sezilarli darajada suv massasini etkazib berish, shuningdek, hayotning paydo bo'lishi deyarli barcha atmosfera va suvda erigan karbonat angidridning muhim qismi shaklida bog'lanishini ta'minladi. karbonatlar (litosferada taxminan 5,5x107 Gt uglerod saqlanadi (IPCC hisoboti, 2000)). Shuningdek, karbonat angidrid tirik organizmlar tomonidan turli xil yonuvchan minerallarga aylantirila boshlandi. Bundan tashqari, karbonat angidridning bir qismini sekvestrlash ham biomassaning to'planishi tufayli sodir bo'ldi, unda umumiy uglerod zahiralari atmosferadagi bilan taqqoslanadigan va tuproqni hisobga olgan holda ular bir necha baravar yuqori.

Biroq, biz, birinchi navbatda, atmosferaga karbonat angidridni etkazib beradigan va uni undan olib tashlaydigan oqimlarga qiziqamiz. Litosfera hozirda atmosferaga karbonat angidridning juda kichik oqimini, asosan, vulqon faolligi hisobiga ta'minlaydi - yiliga taxminan 0,1 Gt uglerod (Putvinskiy, 1998). Okeanda (u erda yashovchi organizmlar bilan birga) sezilarli darajada katta oqimlar - atmosfera va quruqlik biotasi - atmosfera tizimlari kuzatiladi. Har yili atmosferadan okeanga taxminan 92 Gt uglerod kiradi va 90 Gt atmosferaga qaytadi (Putvinskiy, 1998). Shunday qilib, okean har yili atmosferadan taxminan 2 Gt uglerodni olib tashlaydi. Shu bilan birga, quruqlikdagi o'lik tirik mavjudotlarning nafas olishi va parchalanishi jarayonida atmosferaga yiliga 100 Gt ga yaqin uglerod kiradi. Fotosintez jarayonlarida quruqlik o'simliklari ham atmosferadan 100 Gt ga yaqin uglerodni olib tashlaydi (Putvinskiy, 1998). Ko'rib turganimizdek, uglerodni qabul qilish va atmosferadan olib tashlash mexanizmi juda muvozanatli bo'lib, taxminan teng oqimlarni ta'minlaydi. Современная жизнедеятельность человека включает в этот механизм все увеличивающийся дополнительный поток углерода в атмосферу за счет сжигания горючих ископаемых (нефть, газ, уголь и пр.) - по данным, например, за период 1989-99 гг., в среднем около 6,3 Гт yilda. Также поток углерода в атмосферу увеличивается и за счет вырубки и частичного сжигания лесов - до 1,7 Гт в год (доклад МГЭИК, 2000), при этом прирост биомассы, способствующий поглощению СО2 составляет всего около 0,2 Гт в год вместо почти 2 Гт yilda. Okean tomonidan taxminan 2 Gt qo'shimcha uglerodni singdirish imkoniyatini hisobga olgan holda ham, atmosferadagi karbonat angidrid miqdorini oshiruvchi sezilarli darajada qo'shimcha oqim saqlanib qolmoqda (hozirda yiliga 6 Gt). Bundan tashqari, yaqin kelajakda okean tomonidan karbonat angidridning so'rilishi kamayishi mumkin va hatto teskari jarayon - Jahon okeanidan karbonat angidrid chiqishi mumkin. Bu suv harorati oshishi bilan karbonat angidridning eruvchanligining pasayishi bilan bog'liq - masalan, suv harorati atigi 5 dan 10 ° C gacha ko'tarilganda, undagi karbonat angidridning eruvchanlik koeffitsienti taxminan 1,4 dan 1,2 gacha kamayadi.

Shunday qilib, iqtisodiy faoliyat natijasida atmosferaga karbonat angidrid oqimi ba'zi tabiiy oqimlarga qaraganda unchalik katta emas, lekin uning kompensatsiyasi atmosferada CO2 ning asta-sekin to'planishiga olib keladi, bu esa CO2 kirishi va chiqishi muvozanatini buzadi. Yer va undagi hayot evolyutsiyasining milliardlab yillari.

Geologik va tarixiy o'tmishdagi ko'plab faktlar iqlim o'zgarishi va issiqxona gazlarining tebranishlari o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatadi. 4 dan 3,5 milliard yil oldingi davrda Quyoshning yorqinligi hozirgiga qaraganda 30 foizga kam edi. Biroq, hatto yosh, "rangpar" Quyosh nurlari ostida ham, Yerda hayot rivojlandi va cho'kindi jinslar paydo bo'ldi: hech bo'lmaganda er yuzasining bir qismida harorat suvning muzlash nuqtasidan yuqori edi. Ba'zi olimlarning ta'kidlashicha, o'sha paytda Yer atmosferasi 1000 marta ko'proq o'qni o'z ichiga olgan karbonat angidrid hozirgidan ko'ra va bu quyosh energiyasining etishmasligini qopladi, chunki Yer tomonidan chiqarilgan issiqlikning ko'pi atmosferada qoldi. Issiqxona effektining kuchayishi mezozoy erasida (dinozavrlar davri) o'ta issiq iqlimning sabablaridan biri bo'lishi mumkin. Qazilma qoldiqlari tahliliga ko'ra, o'sha paytda Yer hozirgidan 10-15 daraja issiqroq edi. Shuni ta'kidlash kerakki, o'sha paytda, 100 million yil oldin va undan oldin, materiklar bizning davrimizga qaraganda boshqacha pozitsiyani egallagan va okeanlarning aylanishi ham boshqacha edi, shuning uchun issiqlikning tropiklardan qutb mintaqalariga o'tishi kattaroq bo'lishi mumkin edi. Biroq, hozirda Pensilvaniya universitetida tahsil olayotgan Erik J. Barron va boshqa tadqiqotchilarning hisob-kitoblari shuni ko'rsatadiki, paleokinental geografiya mezozoy davridagi isishning yarmidan ko'pini tashkil eta olmaydi. Issiqlikning qolgan qismini karbonat angidrid darajasining oshishi bilan osongina izohlash mumkin. Bu taxminni birinchi marta Davlat Gidrologiya institutidan sovet olimlari A. B. Ronov va Bosh geofizika observatoriyasidan M. I. Budiko ilgari surdilar. Ushbu taklifni qo'llab-quvvatlovchi hisob-kitoblar Atmosfera tadqiqotlari milliy markazidan (NCAR) Erik Barron, Starli L. Tompson tomonidan amalga oshirildi. Yel universitetidan Robert A. Berner va Antonio C. Lasaga va marhum Robert tomonidan ishlab chiqilgan geokimyoviy modeldan. 1983 yilda bir muncha vaqt davom etgan qurg'oqchilikdan so'ng Texas shtatidagi dalalar cho'lga aylandi. Kompyuter modellari yordamida hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, agar global isish natijasida markaziy qismda tuproq namligi pasaysa, ko'p joylarda kuzatilishi mumkin. materiklarning don yetishtirish jamlangan hududlari.

Janubiy Florida universitetidan M.Garrels shuni ko'rsatadiki, karbonat angidrid o'rta okean tizmalarida favqulodda kuchli vulqon faolligi paytida ajralib chiqishi mumkin, bu erda ko'tarilgan magma yangi okean tubini hosil qiladi. Muzlik davrida atmosferadagi issiqxona gazlari va iqlim o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatadigan to'g'ridan-to'g'ri dalillarni qadimgi davrlarda yog'ayotgan qorning siqilishi natijasida hosil bo'lgan Antarktika muziga kiritilgan havo pufakchalaridan "chiqarish" mumkin. Grenobldagi Glatsiologiya va geofizika laboratoriyasidan Klod Lori boshchiligidagi tadqiqotchilar guruhi Antarktidadagi Vostok stantsiyasida sovet tadqiqotchilari tomonidan olingan 2000 m uzunlikdagi muz ustunini (160 ming yil davom etgan davrga to'g'ri keladi) o'rganishdi. Ushbu muz ustunidagi gazlarning laboratoriya tahlili shuni ko'rsatdiki, qadimgi atmosferada karbonat angidrid va metan kontsentratsiyasi bir vaqtning o'zida va eng muhimi, o'rtacha mahalliy haroratning o'zgarishi bilan "vaqt o'tishi bilan" o'zgargan. suv molekulalaridagi vodorod izotoplari kontsentratsiyasining nisbati). 10 ming yil davom etgan oxirgi muzlararo davrda va undan oldingi muzliklararo davrda (130 ming yil avval) ham 10 ming yil davom etgan, bu hududda o'rtacha harorat muzlik davridagidan 10 daraja yuqori bo'lgan. (Umuman olganda, bu davrlarda Yer 5 os issiqroq edi.) Xuddi shu davrlarda atmosferada muzlik davridagiga qaraganda karbonat angidrid gazi 25% va metan 100070 ga koʻp boʻlgan. Issiqxona gazlaridagi o'zgarishlar sabab bo'lganmi va iqlim o'zgarishi oqibati yoki aksinchami, noma'lum. Katta ehtimol bilan, muzliklarning sababi Yer orbitasidagi o'zgarishlar va muzliklarning oldinga siljishi va chekinishining maxsus dinamikasi edi; ammo bu iqlim o'zgarishlari atmosferadagi issiqxona gazlarining tarkibiga ta'sir qiluvchi biota va okeanlar sirkulyatsiyasidagi o'zgarishlar tufayli kuchaygan bo'lishi mumkin. Issiqxona gazlarining o'zgarishi va iqlim o'zgarishi bo'yicha yanada batafsil ma'lumotlar so'nggi 100 yil davomida mavjud bo'lib, bu davrda karbonat angidrid konsentratsiyasining 25% ga va metanning 100% ga o'sishi kuzatildi. So'nggi 100 yildagi o'rtacha global harorat "rekordi" Milliy Aeronavtika va kosmik ma'muriyatining Goddard kosmik tadqiqotlar instituti xodimi Jeyms E. Xansen va Sharqiy universitetining iqlim bo'limidan T. M. L. Uigli boshchiligidagi tadqiqotchilarning ikki guruhi tomonidan tekshirildi. Angliya.

Atmosfera tomonidan issiqlikni ushlab turish Yer energiya balansining asosiy tarkibiy qismidir (8-rasm). Quyoshdan keladigan energiyaning taxminan 30% bulutlardan, zarrachalardan yoki Yer yuzasidan (chapda) aks etadi; qolgan 70% so'riladi. So'rilgan energiya sayyora yuzasi tomonidan infraqizil nurda qayta tarqaladi.

Guruch.

Bu olimlar barcha qit'alar bo'ylab tarqalgan ob-havo stantsiyalari ma'lumotlaridan foydalanganlar (Iqlim bo'limi jamoasi tahlilga dengizdagi o'lchovlarni ham kiritgan). Shu bilan birga, ikkala guruh kuzatuvlarni tahlil qilishning turli usullarini qo'lladilar va masalan, ba'zi ob-havo stantsiyalari yuz yildan ortiq vaqt davomida boshqa joyga "ko'chib o'tgan", ba'zilari esa shaharlarda joylashganligi bilan bog'liq "buzilishlar" ni hisobga olgan holda. "ifloslangan" ma'lumotlar » sanoat korxonalari tomonidan ishlab chiqarilgan yoki kun davomida binolar va qoplamalar tomonidan to'plangan issiqlik ta'siri. Issiqlik orollarining paydo bo'lishiga olib keladigan oxirgi ta'sir rivojlangan mamlakatlarda, masalan, Qo'shma Shtatlarda juda sezilarli. Biroq, Amerika Qo'shma Shtatlari uchun hisoblangan tuzatish (Shimoliy Karolina shtatining Asheville shahridagi Milliy iqlim ma'lumotlar markazidan Tomas R. Karl va Sharqiy Angliya universitetidan P. D. Jons tomonidan olingan) butun dunyo bo'yicha barcha ma'lumotlarga taalluqli bo'lsa ham, ikkala yozuv ham qoladi "<реальное» потепление величиной 0,5 О С, относящееся к последним 100 годам. В согласии с общей тенденцией 1980-е годы остаются самым теплым десятилетием, а 1988, 1987 и 1981 гг. - наиболее теплыми годами (в порядке перечисления). Можно ли считать это «сигналом» парникового потепления? Казалось бы, можно, однако в действительности факты не столь однозначны. Возьмем для примера такое обстоятельство: вместо неуклонного потепления, какое можно ожидать от парникового эффекта, быстрое повышение температуры, происходившее до конца второй мировой войны, сменилось небольшим похолоданием, продлившимся до середины 1970-х годов, за которым последовал второй период быстрого потепления, продолжающийся по сей день. Какой характер примет изменение температуры в ближайшее время? Чтобы дать такой прогноз, необходимо ответить на три вопроса. Какое количество диоксида углерода и других парниковых газов будет выброшено в атмосферу? Насколько при этом возрастет концентрация этих газов в атмосфере? Какой климатический эффект вызовет это повышение концентрации, если будут действовать естественные и антропогенные факторы, которые могут ослаблять или усиливать климатические изменения? Прогноз выбросов - нелегкая задача для исследователей, занимающихся анализом человеческой деятельности. Какое количество диоксида углерода попадет в атмосферу, зависит главным образом от того, сколько ископаемого топлива будет сожжено и сколько лесов вырублено (последний фактор ответствен за половину прироста парниковых газов с 1800 г. и за 20070прироста в наше время). И тот и другой фактор зависят в свою очередь от множества причин. Так, на потреблении ископаемого топлива сказываются рост населения, переход к альтернативным источникам энергии и меры по экономии энергии, а также состояние мировой экономики. Прогнозы в основном сводятся к тому, что потребление ископаемого топлива на земном шаре в целом будет увеличиваться примерно с той же скоростью, что и сегодня намного медленнее, чем до энергетического кризиса 1970-х годов. В результате эмиссия (поступление в атмосферу) диоксида углерода в ближайшие несколько десятилетий, будет увеличиваться на 0,5-2070 в год. Другие парниковые газы, такие как ХФУ, оксиды азота и тропосферный озон, могут вносить в потепление климата почти столь же большой вклад, что и диоксид углерода, хотя в атмосферу их попадает значительно меньше: объясняется это тем, что они более эффективно поглощают солнечную радиацию. Предсказать, какова будет эмиссия этих газов - задача еще более трудная. Так, например, не вполне ясно происхождение некоторых газов, в частности метана; величина выбросов других газов, таких как ХФУ или озон, будет зависеть от того, какие изменения в технологии и политике произойдут в ближайшем будущем.

Atmosfera va Yerdagi turli "suv omborlari" o'rtasida uglerod almashinuvi (9-rasm). Har bir raqam milliardlab tonnalarda yiliga uglerodning (dioksid ko'rinishidagi) kirib kelishi yoki chiqishini yoki uning rezervuardagi zaxirasini ko'rsatadi. Bu tabiiy aylanishlar, biri quruqlikda, ikkinchisi okeanda, atmosferadan shuncha ko'p karbonat angidridni olib tashlaydi, ammo o'rmonlarni kesish va qazib olinadigan yoqilg'ilarni yoqish kabi inson faoliyati atmosferadagi uglerod miqdorining har yili 3 milliardga ko'payishiga olib keladi. tonnani tashkil etadi. Stokgolm universitetida Bert Bohlinning ishidan olingan ma'lumotlar


9-rasm

Faraz qilaylik, bizda karbonat angidrid chiqindilari qanday o'zgarishi haqida oqilona prognoz bor. Bu gazning atmosferadagi konsentratsiyasi bilan bu holatda qanday o'zgarishlar yuz beradi? Atmosferadagi karbonat angidrid o'simliklar tomonidan, shuningdek, kimyoviy va biologik jarayonlarda ishlatiladigan okean tomonidan "iste'mol qilinadi". Atmosferadagi karbonat angidrid kontsentratsiyasi o'zgarganda, bu gazni "iste'mol qilish" tezligi o'zgarishi mumkin. Boshqacha qilib aytganda, atmosferadagi karbonat angidrid tarkibidagi o'zgarishlarga olib keladigan jarayonlar qayta aloqani o'z ichiga olishi kerak. Karbonat angidrid o'simliklardagi fotosintez uchun "xomashyo" hisoblanadi, shuning uchun uning o'simliklar tomonidan iste'mol qilinishi, ehtimol, atmosferada to'planib, bu to'planishni sekinlashtiradi. Xuddi shunday, okean suvlaridagi karbonat angidridning miqdori uning atmosferadagi miqdori bilan taxminan muvozanatda bo'lganligi sababli, karbonat angidridning okean suvi tomonidan o'zlashtirilishini oshirish uning atmosferada to'planishini sekinlashtiradi. Biroq, atmosferada karbonat angidrid va boshqa issiqxona gazlarining to'planishi iqlim ta'sirini kuchaytiradigan ijobiy qayta aloqa mexanizmlarini ishga tushirishi mumkin. Shunday qilib, iqlimning tez o'zgarishi ba'zi o'rmonlar va boshqa ekotizimlarning yo'q bo'lib ketishiga olib kelishi mumkin, bu esa biosferaning karbonat angidridni o'zlashtirish qobiliyatini zaiflashtiradi. Bundan tashqari, isinish tuproqdagi o'lik organik moddalarda saqlanadigan uglerodning tez tarqalishiga olib kelishi mumkin. Atmosferada topilgan miqdordan ikki baravar ko'p bo'lgan bu uglerod tuproq bakteriyalari tomonidan doimiy ravishda karbonat angidrid va metanga aylanadi. Issiqlik ularning ishlashini tezlashtirishi mumkin, natijada karbonat angidrid (quruq tuproqlardan) va metan (guruch dalalari, poligonlar va botqoq erlardan) ko'payadi. Juda ko'p metan kontinental shelfdagi cho'kindilarda va Arktikadagi abadiy muz qatlami ostida klatratlar shaklida saqlanadi - metan va suv molekulalaridan iborat molekulyar panjaralar tokcha suvlarining isishi va abadiy muzning erishi chiqishiga olib kelishi mumkin Ushbu noaniqliklarga qaramay, ko'plab tadqiqotchilar karbonat angidridning o'simliklar va okean tomonidan so'rilishi bu gazning atmosferada to'planishini sekinlashtiradi, deb hisoblashadi - hech bo'lmaganda keyingi 50-100 yil ichida joriy emissiya tezligiga asoslangan atmosferaga kiradigan karbonat angidridning taxminan yarmi u erda qoladi. Bundan kelib chiqadiki, karbonat angidrid kontsentratsiyasi taxminan 2030 va 2080 yillar oralig'ida 1900 darajadan (600 ppm gacha) ikki barobar ortadi. Biroq, boshqa issiqxona gazlari atmosferada tezroq to'planishi mumkin.

Issiqxona gazlari

Issiqxona gazlari global issiqxona effektini keltirib chiqaradigan gazlardir.

Asosiy issiqxona gazlari, ularning Yerning issiqlik balansiga taxminiy ta'siri bo'yicha, suv bug'lari, karbonat angidrid, metan, ozon, halokarbonlar va azot oksidi.

suv bug'i

Suv bug'i asosiy tabiiy issiqxona gazi bo'lib, ta'sirning 60% dan ko'prog'iga javob beradi. Ushbu manbaga bevosita antropogen ta'sir unchalik katta emas. Shu bilan birga, boshqa omillar ta'sirida Yer haroratining oshishi bug'lanishni va atmosferadagi suv bug'ining umumiy kontsentratsiyasini deyarli doimiy nisbiy namlikda oshiradi, bu esa o'z navbatida issiqxona effektini oshiradi. Shunday qilib, ba'zi ijobiy fikrlar paydo bo'ladi.

Metan

Bundan 55 million yil avval dengiz tubida to‘plangan metanning ulkan otilishi Yerni Selsiy bo‘yicha 7 darajaga qizdirdi.

Hozir ham xuddi shunday bo'lishi mumkin - bu taxminni NASA tadqiqotchilari tasdiqladi. Qadimgi iqlimning kompyuter simulyatsiyalaridan foydalanib, ular metanning iqlim o'zgarishidagi rolini yaxshiroq tushunishga harakat qilishdi. Hozirgi vaqtda issiqxona effekti bo'yicha ko'plab tadqiqotlar bu ta'sirda karbonat angidridning roliga qaratilgan, garchi metanning atmosferada issiqlikni saqlab qolish potentsiali karbonat angidriddan 20 baravar yuqori.

Gazda ishlaydigan turli xil maishiy texnika atmosferadagi metan miqdorining oshishiga hissa qo'shmoqda.

Oxirgi 200 yil ichida botqoqliklar va nam pasttekisliklarda organik moddalarning parchalanishi, shuningdek, gaz quvurlari, ko'mir konlari kabi texnogen ob'ektlardan sizib chiqishi, sug'orishning ko'payishi va suvdan gaz chiqarish natijasida atmosferadagi metan ikki baravar ko'paydi. chorva mollari. Ammo metanning yana bir manbai bor - okean cho'kindilarida parchalanadigan organik moddalar, dengiz tubida muzlatilgan holda saqlanadi.

Odatda, past haroratlar va yuqori bosim okean ostida metanni barqaror holatda ushlab turadi, ammo bu har doim ham shunday emas edi. 55 million yil oldin sodir bo'lgan va 100 ming yil davom etgan kech paleotsen termal maksimali kabi global isish davrlarida litosfera plitalarining harakati, ayniqsa Hindiston yarimorolida, dengiz tubidagi bosimning pasayishiga olib keldi. metanning katta miqdorda chiqishiga olib keladi. Atmosfera va okean isishi boshlangani sababli, metan chiqindilari ko'payishi mumkin. Ba'zi olimlarning fikricha, hozirgi global isish xuddi shunday stsenariyga olib kelishi mumkin - agar okean sezilarli darajada isib ketsa.

Metan atmosferaga kirganda, u kislorod va vodorod molekulalari bilan reaksiyaga kirishib, karbonat angidrid va suv bug'larini hosil qiladi, ularning har biri issiqxona effektini keltirib chiqarishi mumkin. Oldingi prognozlarga ko'ra, barcha ajralib chiqadigan metan taxminan 10 yil ichida karbonat angidrid va suvga aylanadi. Agar bu to'g'ri bo'lsa, karbonat angidrid konsentratsiyasining oshishi sayyoramizning isishining asosiy sababi bo'ladi. Biroq, o'tmishga havolalar bilan fikrni tasdiqlashga urinishlar muvaffaqiyatsiz tugadi - 55 million yil oldin karbonat angidrid konsentratsiyasining ko'payishi izlari topilmadi.

Yangi tadqiqotda foydalanilgan modellar shuni ko'rsatdiki, atmosferadagi metan darajasi keskin oshganda, undagi metan bilan reaksiyaga kirishadigan kislorod va vodorod miqdori kamayadi (reaktsiya to'xtaguncha), qolgan metan esa yuzlab yillar davomida havoda qoladi. yillar o'zi global isishning sababiga aylandi. Va bu yuzlab yillar atmosferani isitish, okeanlardagi muzlarni eritish va butun iqlim tizimini o'zgartirish uchun etarli.

Metanning asosiy antropogen manbalari chorvachilikda ovqat hazm qilish fermentatsiyasi, sholi yetishtirish va biomassani yoqish (shu jumladan oʻrmonlarni kesish) hisoblanadi. Oxirgi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, atmosferadagi metan kontsentratsiyasining tez o'sishi miloddan avvalgi I ming yillikda sodir bo'lgan (taxminan dehqonchilik va chorvachilikning kengayishi va o'rmonlarni yoqish natijasida). 1000-1700 yillar orasida metan kontsentratsiyasi 40% ga kamaydi, lekin so'nggi asrlarda yana ko'tarila boshladi (ehtimol, ekin maydonlari va yaylovlarning kengayishi va o'rmonlarning yonishi, isitish uchun yog'ochdan foydalanish, chorva mollari sonining ko'payishi, kanalizatsiya natijasida). , va sholi yetishtirish). Metan ta'minotiga ma'lum hissa ko'mir va tabiiy gaz konlarini o'zlashtirish paytida sizib chiqish, shuningdek, chiqindilarni ko'mish joylarida hosil bo'ladigan biogazning bir qismi sifatida metan emissiyasi bilan bog'liq.

Karbonat angidrid

Yer atmosferasidagi karbonat angidridning manbalari vulqon chiqindilari, organizmlarning hayotiy faoliyati va inson faoliyatidir. Antropogen manbalarga qazib olinadigan yoqilg‘ining yonishi, biomassaning yonishi (shu jumladan o‘rmonlarni kesish) va ayrim sanoat jarayonlari (masalan, sement ishlab chiqarish) kiradi. Karbonat angidridning asosiy iste'molchilari o'simliklardir. Odatda, biotsenoz ishlab chiqaradigan karbonat angidridni taxminan bir xil miqdorda o'zlashtiradi (shu jumladan biomassaning parchalanishi orqali).

Karbonat angidridning issiqxona effektining intensivligiga ta'siri.

Uglerod aylanishi va dunyo okeanining karbonat angidridning ulkan rezervuari sifatidagi roli haqida hali ko'p narsalarni o'rganish kerak. Yuqorida aytib o'tilganidek, har yili insoniyat mavjud 750 milliard tonnaga CO 2 ko'rinishidagi 7 milliard tonna uglerod qo'shadi. Ammo atmosferaga chiqarilayotgan chiqindilarning faqat yarmi – 3 milliard tonnasi havoda qolmoqda. Buni ko'pchilik CO 2 ning quruqlik va dengiz o'simliklari tomonidan ishlatilishi, dengiz cho'kindilariga ko'milishi, dengiz suvi tomonidan so'rilishi yoki boshqa tarzda so'rilishi bilan izohlash mumkin. CO 2 ning bu katta qismidan (taxminan 4 milliard tonna) okean har yili atmosferadagi ikki milliard tonna karbonat angidridni o'zlashtiradi.

Bularning barchasi javobsiz savollar sonini ko'paytiradi: dengiz suvi CO 2 ni o'zlashtirib, atmosfera havosi bilan qanday aniq ta'sir qiladi? Dengizlar qancha ko'proq uglerodni o'zlashtirishi mumkin va global isish ularning imkoniyatlariga qanday ta'sir qilishi mumkin? Okeanlarning iqlim o'zgarishi tufayli to'plangan issiqlikni o'zlashtirish va saqlash qobiliyati qanday?

Aerozollar deb ataladigan havo oqimlarida bulutlar va to'xtatilgan zarrachalarning rolini iqlim modelini qurishda hisobga olish oson emas. Bulutlar er yuzasini soya qiladi, bu esa sovib ketishiga olib keladi, lekin balandligi, zichligi va boshqa sharoitlariga qarab, ular issiqxona effektining intensivligini oshirib, er yuzasidan aks ettirilgan issiqlikni ham ushlab turishi mumkin. Aerozollarning ta'siri ham qiziq. Ulardan ba'zilari suv bug'ini o'zgartirib, uni bulutlarni hosil qiluvchi kichik tomchilarga aylantiradi. Bu bulutlar juda zich va haftalar davomida Yer yuzasini qoplaydi. Ya'ni ular yog'ingarchilik bilan tushguncha quyosh nurini to'sib qo'yishadi.

Birgalikda ta'sir juda katta bo'lishi mumkin: 1991 yilda Filippindagi Pinatuba tog'ining otilishi stratosferaga juda ko'p miqdordagi sulfatlarni chiqarib tashladi va bu ikki yil davom etgan haroratning butun dunyo bo'ylab pasayishiga olib keldi.

Shunday qilib, asosan oltingugurt o'z ichiga olgan ko'mir va moylarni yoqish natijasida yuzaga keladigan o'zimizning ifloslanishi global isish ta'sirini vaqtincha qoplashi mumkin. Mutaxassislarning hisob-kitoblariga ko'ra, 20-asrda aerozollar issiqlik miqdorini 20% ga kamaytirdi. Umuman olganda, harorat 1940-yillardan beri ko'tarilgan, ammo 1970 yildan beri pasaygan. Aerozol effekti o'tgan asrning o'rtalarida anomal sovutishni tushuntirishga yordam berishi mumkin.

2006 yilda atmosferaga karbonat angidrid chiqindilari 24 milliard tonnani tashkil etdi. Juda faol tadqiqotchilar guruhi inson faoliyati global isishning sabablaridan biri degan fikrga qarshi chiqishadi. Uning fikricha, asosiy narsa iqlim o'zgarishining tabiiy jarayonlari va quyosh faolligining oshishi. Ammo, Gamburgdagi nemis iqlimshunoslik markazi rahbari Klaus Hasselmanning so'zlariga ko'ra, faqat 5% tabiiy sabablar bilan izohlanishi mumkin, qolgan 95% esa inson faoliyati natijasida yuzaga kelgan texnogen omildir.

Ba'zi olimlar CO 2 ning ko'payishini haroratning oshishi bilan ham bog'lamaydilar. Skeptiklarning ta'kidlashicha, agar haroratning ko'tarilishi CO 2 chiqindilarining ko'payishi bilan bog'liq bo'lsa, u holda urushdan keyingi iqtisodiy yuksalish davrida, qazib olinadigan yoqilg'ilar juda ko'p miqdorda yondirilganda harorat ko'tarilgan bo'lishi kerak. Biroq, geofizik suyuqliklar dinamikasi laboratoriyasi direktori Jerri Mallman hisob-kitoblariga ko'ra, ko'mir va moylardan foydalanishning ko'payishi atmosferadagi oltingugurt miqdorini tezda oshirib, sovishini keltirib chiqaradi. 1970 yildan keyin CO 2 va metanning uzoq umr ko'rish davrlarining termal ta'siri tez parchalanadigan aerozollarni bostirib, haroratning ko'tarilishiga olib keldi. Shunday qilib, biz karbonat angidridning issiqxona effektining intensivligiga ta'siri juda katta va shubhasiz degan xulosaga kelishimiz mumkin.

Biroq, ortib borayotgan issiqxona effekti halokatli bo'lmasligi mumkin. Haqiqatan ham, yuqori haroratlar juda kam uchraydigan joylarda ma'qul bo'lishi mumkin. 1900 yildan beri eng katta isish shimoliy kengliklarning 40 dan 70 0 gacha bo'lgan qismida, jumladan, issiqxona gazlarining sanoat chiqindilari eng erta boshlangan Rossiya, Evropa va AQShning shimoliy qismida kuzatildi. Issiqlikning ko'p qismi kechasi, birinchi navbatda, chiquvchi issiqlikni ushlab turadigan bulut qoplamining ko'payishi tufayli sodir bo'ladi. Natijada ekish mavsumi bir haftaga uzaytirildi.

Bundan tashqari, issiqxona effekti ba'zi fermerlar uchun yaxshi yangilik bo'lishi mumkin. CO 2 ning yuqori konsentratsiyasi o'simliklarga ijobiy ta'sir ko'rsatishi mumkin, chunki o'simliklar fotosintez jarayonida karbonat angidriddan foydalanadi va uni tirik to'qimalarga aylantiradi. Shu sababli, ko'proq o'simliklar atmosferadan CO 2 ning ko'proq so'rilishini anglatadi, global isishni sekinlashtiradi.

Ushbu hodisa amerikalik mutaxassislar tomonidan o'rganilgan. Ular havodagi CO 2 miqdori ikki baravar ko'p bo'lgan dunyo modelini yaratishga qaror qilishdi. Buning uchun ular Shimoliy Kaliforniyadagi o'n to'rt yoshli qarag'ay o'rmonidan foydalanganlar. Daraxtlar orasiga o‘rnatilgan quvurlar orqali gaz tortildi. Fotosintez 50-60% ga oshdi. Ammo tez orada ta'sir aksincha bo'ldi. Bo'g'uvchi daraxtlar bunday hajmdagi karbonat angidridga dosh bera olmadi. Fotosintez jarayonida ustunlik yo'qoldi. Bu inson manipulyatsiyasi kutilmagan natijalarga olib kelishining yana bir misolidir.

Ammo issiqxona effektining bu kichik ijobiy tomonlarini salbiy tomonlari bilan taqqoslab bo'lmaydi. Misol uchun, qarag'ay o'rmoni bilan tajribani olaylik, u erda CO 2 miqdori ikki baravar ko'paygan va bu asrning oxiriga kelib CO 2 kontsentratsiyasi to'rt barobarga ko'payadi. O'simliklar uchun qanday halokatli oqibatlarga olib kelishi mumkinligini tasavvur qilish mumkin. Va bu, o'z navbatida, CO 2 hajmini oshiradi, chunki o'simliklar qancha kam bo'lsa, CO 2 kontsentratsiyasi shunchalik yuqori bo'ladi.

Issiqxona effektining oqibatlari

issiqxona effekti gazlari iqlimi

Haroratning oshishi bilan okeanlar, ko'llar, daryolar va boshqalardagi suvning bug'lanishi kuchayadi. Issiqroq havo ko'proq suv bug'ini ushlab turishi mumkinligi sababli, bu kuchli qayta aloqa effektini yaratadi: u qanchalik issiq bo'lsa, havodagi suv bug'ining miqdori shunchalik yuqori bo'ladi, bu esa o'z navbatida issiqxona effektini oshiradi.

Atmosferadagi suv bug'ining miqdoriga inson faoliyati kam ta'sir qiladi. Ammo biz boshqa issiqxona gazlarini chiqaramiz, bu esa issiqxona effektini tobora kuchayib boradi. Olimlarning fikriga ko'ra, CO 2 chiqindilarining ko'payishi, asosan qazib olinadigan yoqilg'ilarning yonishi 1850 yildan beri Yerning kamida 60% isishi bilan izohlanadi. Atmosferadagi karbonat angidrid konsentratsiyasi yiliga qariyb 0,3% ga ortib bormoqda va hozir sanoat inqilobidan oldingiga qaraganda 30% ga yuqori. Agar biz buni mutlaq qiymatlarda ifodalasak, har yili insoniyat taxminan 7 milliard tonna qo'shadi. Bu atmosferadagi karbonat angidridning umumiy miqdoriga nisbatan kichik bir qism bo'lishiga qaramay - 750 milliard tonna va Jahon okeanidagi CO 2 miqdori bilan solishtirganda undan ham kichikroq - taxminan 35 trillion tonna bo'lib qolmoqda. ahamiyatli. Sababi: tabiiy jarayonlar muvozanatda, bunday hajm CO 2 atmosferaga kiradi va u erdan chiqariladi. Va inson faoliyati faqat CO 2 qo'shadi.

Atmosfera - bu Yerning havo qobig'i. Yer yuzasidan 3000 km gacha cho'zilgan. Uning izlarini 10 000 km gacha bo'lgan balandliklarda kuzatish mumkin. A. notekis zichlikka ega 50 5 massasi 5 km gacha, 75% 10 km gacha, 90% 16 km gacha toʻplangan.

Atmosfera havodan iborat - bir nechta gazlarning mexanik aralashmasi.

Azot(78%) atmosferada kislorodni suyultiruvchi rolini o'ynaydi, oksidlanish tezligini va, demak, biologik jarayonlarning tezligi va intensivligini tartibga soladi. Azot er atmosferasining asosiy elementi bo'lib, u biosferaning tirik moddasi bilan doimiy ravishda almashinadi va uning tarkibiy qismlari azotli birikmalar (aminokislotalar, purinlar va boshqalar) hisoblanadi. Azot atmosferadan noorganik va biokimyoviy yo'llar bilan chiqariladi, garchi ular bir-biri bilan chambarchas bog'liq. Noorganik ekstraksiya uning N 2 O, N 2 O 5, NO 2, NH 3 birikmalarining hosil bo'lishi bilan bog'liq. Ular yog'ingarchilikda topiladi va atmosferada momaqaldiroq paytida elektr zaryadlari yoki quyosh radiatsiyasi ta'sirida fotokimyoviy reaktsiyalar ta'sirida hosil bo'ladi.

Azotning biologik fiksatsiyasi ba'zi bakteriyalar tomonidan tuproqdagi yuqori o'simliklar bilan simbiozda amalga oshiriladi. Azot, shuningdek, dengiz muhitida ba'zi plankton mikroorganizmlari va suv o'tlari tomonidan fiksatsiya qilinadi. Miqdoriy jihatdan azotning biologik fiksatsiyasi uning noorganik biriktirilishidan oshib ketadi. Atmosferadagi barcha azot almashinuvi taxminan 10 million yil ichida sodir bo'ladi. Azot vulqon kelib chiqishi gazlarida va magmatik jinslarda uchraydi. Kristalli jinslar va meteoritlarning turli namunalari qizdirilganda azot N 2 va NH 3 molekulalari shaklida ajralib chiqadi. Biroq, azotning Yerda ham, quruqlikdagi sayyoralarida ham mavjudligining asosiy shakli molekulyardir. Ammiak atmosferaning yuqori qatlamiga kirib, tezda oksidlanadi va azotni chiqaradi. Cho'kindi jinslarda u organik moddalar bilan birga ko'milgan va bitumli konlarda ko'p miqdorda topilgan. Bu jinslarning mintaqaviy metamorfizmi jarayonida azot turli shakllarda Yer atmosferasiga chiqariladi.

Azotning geokimyoviy aylanishi (

Kislorod(21%) tirik organizmlar tomonidan nafas olish uchun ishlatiladi va organik moddalar (oqsillar, yog'lar, uglevodlar) tarkibiga kiradi. Ozon O 3. Quyoshdan hayotni buzuvchi ultrabinafsha nurlanishini kechiktiradi.

Kislorod atmosferada eng keng tarqalgan ikkinchi gaz bo'lib, biosferadagi ko'plab jarayonlarda juda muhim rol o'ynaydi. Uning mavjudligining dominant shakli O 2 dir. Atmosferaning yuqori qatlamlarida ultrabinafsha nurlanish ta'sirida kislorod molekulalarining dissotsiatsiyasi sodir bo'ladi va taxminan 200 km balandlikda atom kislorodining molekulyarga nisbati (O: O 2) 10 ga teng bo'ladi. Bular. kislorod shakllari atmosferada (20-30 km balandlikda), ozon kamarida (ozon ekrani) o'zaro ta'sir qiladi. Ozon (O 3) tirik organizmlar uchun zarur bo'lib, ular uchun zararli bo'lgan Quyoshdan ultrabinafsha nurlanishining ko'p qismini bloklaydi.

Er rivojlanishining dastlabki bosqichlarida atmosferaning yuqori qatlamlarida karbonat angidrid va suv molekulalarining fotodissosiatsiyasi natijasida juda oz miqdorda erkin kislorod paydo bo'lgan. Biroq, bu kichik miqdorlar boshqa gazlarning oksidlanishi bilan tezda iste'mol qilingan. Okeanda avtotrof fotosintetik organizmlar paydo bo'lishi bilan vaziyat sezilarli darajada o'zgardi. Atmosferadagi erkin kislorod miqdori asta-sekin o'sib, biosferaning ko'plab tarkibiy qismlarini faol ravishda oksidlashdan boshladi. Shunday qilib, erkin kislorodning birinchi qismlari, birinchi navbatda, temirning temir shakllarining oksid shakllariga, sulfidlarning sulfatlarga o'tishiga yordam berdi.

Oxir-oqibat, Yer atmosferasidagi erkin kislorod miqdori ma'lum bir massaga yetdi va shunday muvozanatlashdiki, hosil bo'lgan miqdor so'rilgan miqdorga teng bo'ldi. Atmosferada erkin kislorodning nisbiy doimiy miqdori aniqlangan.

Geokimyoviy kislorod aylanishi (V.A. Vronskiy, G.V. Voitkevich)

Karbonat angidrid, tirik materiyaning shakllanishiga kiradi va suv bug'i bilan birgalikda "issiqxona (issiqxona) effekti" deb ataladigan narsani yaratadi.

Uglerod (karbonat angidrid) - atmosferada uning ko'p qismi CO 2 shaklida va kamroq CH 4 shaklida. Uglerodning biosferadagi geokimyoviy tarixining ahamiyati juda katta, chunki u barcha tirik organizmlarning bir qismidir. Tirik organizmlar ichida uglerodning reduksiyalangan shakllari, biosfera muhitida esa oksidlangan shakllari ustunlik qiladi. Shunday qilib, hayot aylanishining kimyoviy almashinuvi o'rnatiladi: CO 2 ↔ tirik materiya.

Biosferadagi birlamchi karbonat angidridning manbai mantiya va er qobig'ining pastki gorizontlarining dunyoviy degasatsiyasi bilan bog'liq bo'lgan vulqon faolligidir. Ushbu karbonat angidridning bir qismi turli metamorfik zonalarda qadimgi ohaktoshlarning termal parchalanishi paytida paydo bo'ladi. CO 2 ning biosferada migratsiyasi ikki yo'l bilan sodir bo'ladi.

Birinchi usul organik moddalar hosil bo'lishi bilan fotosintez jarayonida CO 2 ning singishi va keyinchalik litosferada torf, ko'mir, neft va moyli slanetslar shaklida qulay pasaytirish sharoitida ko'milishida ifodalanadi. Ikkinchi usulga ko'ra, uglerod migratsiyasi gidrosferada karbonat tizimining yaratilishiga olib keladi, bu erda CO 2 H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2 ga aylanadi. Keyin kaltsiy (kamroq magniy va temir) ishtirokida karbonatlar biogen va abiogen yo'llar bilan to'planadi. Ohaktosh va dolomitning qalin qatlamlari paydo bo'ladi. So‘zlariga ko‘ra, A.B. Ronov, biosfera tarixida organik uglerod (Corg) va karbonat uglerod (Ccarb) nisbati 1:4 ni tashkil etdi.

Global uglerod aylanishi bilan bir qatorda bir qator kichik uglerod tsikllari ham mavjud. Shunday qilib, quruqlikda yashil o'simliklar kunduzi fotosintez jarayoni uchun CO 2 ni o'zlashtiradi, kechasi esa atmosferaga chiqaradi. Er yuzasida tirik organizmlarning nobud bo'lishi bilan atmosferaga CO 2 chiqishi bilan organik moddalarning oksidlanishi (mikroorganizmlar ishtirokida) sodir bo'ladi. So'nggi o'n yilliklarda uglerod aylanishida alohida o'rinni fotoalbom yoqilg'ilarning ommaviy yonishi va zamonaviy atmosferada uning tarkibining ko'payishi egalladi.

Geografik konvertdagi uglerod aylanishi (F. Ramad bo'yicha, 1981).

Argon- uchinchi eng keng tarqalgan atmosfera gazi, bu uni juda kam tarqalgan boshqa inert gazlardan keskin ajratib turadi. Biroq, argon o'zining geologik tarixida ikkita xususiyat bilan ajralib turadigan ushbu gazlarning taqdirini baham ko'radi:

  1. ularning atmosferada to'planishining qaytarilmasligi;
  2. ma'lum beqaror izotoplarning radioaktiv parchalanishi bilan chambarchas bog'liqlik.

Inert gazlar Yer biosferasidagi ko'pgina tsiklik elementlarning aylanishidan tashqarida.

Barcha inert gazlarni birlamchi va radiogeniklarga bo'lish mumkin. Birlamchi bo'lganlarga Yer shakllanishi davrida qo'lga kiritilganlar kiradi. Ular juda kam uchraydi. Argonning asosiy qismi asosan 36 Ar va 38 Ar izotoplari bilan ifodalanadi, atmosfera argoni esa to'liq 40 Ar (99,6%) izotopidan iborat bo'lib, bu shubhasiz radiogendir. Kaliy o'z ichiga olgan jinslarda radiogenik argonning to'planishi elektron tutilishi orqali kaliy-40 ning parchalanishi tufayli sodir bo'lgan va davom etmoqda: 40 K + e → 40 Ar.

Shuning uchun jinslardagi argon miqdori ularning yoshi va kaliy miqdori bilan belgilanadi. Shu darajada, jinslardagi geliy kontsentratsiyasi ularning yoshi va toriy va uran tarkibiga bog'liq. Argon va geliy vulqon otilishi paytida, er qobig'idagi yoriqlar orqali gaz oqimi ko'rinishida, shuningdek, tog 'jinslarining nurashi paytida er osti qismidan atmosferaga chiqariladi. P.Dimon va J.Kulp tomonidan olib borilgan hisob-kitoblarga ko'ra, hozirgi davrda geliy va argon yer qobig'ida to'planib, atmosferaga nisbatan kam miqdorda kiradi. Ushbu radiogen gazlarning kirish tezligi shunchalik pastki, Yerning geologik tarixi davomida ularning zamonaviy atmosferada kuzatilgan tarkibini ta'minlay olmadi. Shu sababli, atmosferadagi argonning ko'p qismi uning rivojlanishining dastlabki bosqichlarida Yerning ichaklaridan kelib chiqqan va vulkanizm jarayonida va kaliy o'z ichiga olgan jinslarning parchalanishi paytida kamroq qo'shilgan deb taxmin qilish kerak.

Shunday qilib, geologik vaqt davomida geliy va argon turli xil migratsiya jarayonlariga ega. Atmosferada geliy juda oz (taxminan 5 * 10 -4%) va Yerning "geliy nafasi" engilroq edi, chunki u eng engil gaz sifatida kosmosga bug'langan. Va "argon nafasi" og'ir edi va argon bizning sayyoramiz chegaralarida qoldi. Neon va ksenon kabi birlamchi olijanob gazlarning aksariyati Yerning paydo bo'lishi paytida tutilgan dastlabki neon bilan, shuningdek mantiyani atmosferaga degasatsiya qilish paytida chiqishi bilan bog'liq edi. Asil gazlar geokimyosi bo'yicha ma'lumotlarning butun majmuasi Yerning birlamchi atmosferasi uning rivojlanishining eng dastlabki bosqichlarida paydo bo'lganligini ko'rsatadi.

Atmosfera tarkibiga kiradi suv bug'i Va suv suyuq va qattiq holatda. Atmosferadagi suv muhim issiqlik akkumulyatoridir.

Atmosferaning quyi qatlamlarida ko'p miqdorda mineral va texnogen chang va aerozollar, yonish mahsulotlari, tuzlar, sporalar va gulchanglar va boshqalar mavjud.

100-120 km balandlikgacha havoning toʻliq aralashishi tufayli atmosfera tarkibi bir hil boʻladi. Azot va kislorod o'rtasidagi nisbat doimiydir. Yuqorida atmosferaning quyi qatlamlarida inert gazlar, vodorod va boshqalar ustunlik qiladi. Yerdan uzoqlashganda uning tarkibi kamayadi. Gazlarning o'zgarishi nisbati qanchalik yuqori bo'lsa, masalan, 200-800 km balandlikda kislorod azotdan 10-100 marta ustun turadi.