Воздушный океан


Каждый из нас с малых лет знает, что он дышит воздухом, что без воздуха и дыхания невозможна жизнь. Глядя на безоблачное синее летнее небо, на вершины гор, каждый спрашивал себя, есть ли там, в вышине, такой же воздух, каким мы дышим на поверхности Земли, как велик «воздушный океан», сколь он глубок, из чего он состоит, везде ли одинаков.

Исследователи-географы и альпинисты побывали на многих самых высоких вершинах гор и убедились, что воздух там есть, хотя чем выше горы, тем труднее дышать.

Стратонавты и летчики поднимались на стратостатах и самолетах с особыми приборами для нормального дыхания выше самых высоких горных вершин, покрытых вечными снегами и льдами. На высоте 5000 м и выше дышать без особого прибора, подающего кислород, человеку уже трудно. На этой высоте свободно могут дышать лишь некоторые птицы.

Самые отдаленные облака, как показывают измерения, плывут на высоте около 80 км. Если бы там не было атмосферы они не могли бы держаться на этой высоте.

В ясные ночи нередко можно видеть «падающие звезды» — это метеориты, влетающие в атмосферу Земли. Некоторая часть метеоритов падает на поверхность Земли в виде каменных или железных обломков, пролетев всю толщу атмосферы.

Попав в воздушную оболочку Земли, метеорит сталкивается с молекулами воздуха. Впереди него образуется как бы подушка — слой сжатого и сильно нагретого (до 20 тыс. градусов) воздуха, который светится вместе с самим метеоритом. Это свечение начинается на высоте около 120 км. Следовательно, воздух имеется и на этой высоте, хотя он здесь в миллион раз разреженнее, чем у поверхности Земли.

Наконец, верхняя граница полярных сияний достигает высоты 1000—1200 км от поверхности Земли. Если бы там не было газов, полярные сияния не могли бы возникать.

Вблизи земной поверхности содержится азота в сухом воздухе по объему 78,03%, кислорода — 20,99%, аргона — 0,94%, углекислого газа — 0,03%, водорода — 0,01 % и крайне ничтожные доли («следы») других газов — гелия, неона, криптона, ксенона и т. д.

В воздухе всегда имеется некоторое количество водяного пара — от 0,1 до 4%. Кроме газов, в воздухе довольно много мельчайшей пыли. Пылинок в 1 см³ воздуха, даже самого чистого, например в открытом месте после дождя, может насчитываться в нижних слоях атмосферы до 30 000, а при других условиях — сотни тысяч, даже миллионы.

Выше 100 км от поверхности Земли кислород и азот содержатся в воздухе не в таком виде, как в нижних слоях атмосферы. Внизу каждая молекула кислорода состоит из двух атомов (О2), а выше 100 км молекулы его распадаются на отдельные атомы и получается атомный кислород (О1). Выше 200 км на атомы распадается и азот.

Таков состав внешней оболочки Земли — атмосферы.

 

СФЕРА ЖИЗНИ

Кроме перечисленных выше основных оболочек, или геосфер, образующих Землю, некоторые ученые выделяют в качестве самостоятельной геосферы Земли еще одну — биосферу, т. е. то пространство, в котором существует на нашей планете жизнь (по-гречески «биос» — жизнь).

Это совершенно особая по своим качествам геосфера. Ведь жизнь во всем бесконечном многообразии ее форм распространена в нескольких из перечисленных выше геосфер. Она имеется в нижних слоях атмосферы, во всей толще воды Мирового океана, т. е. в океанах, морях, реках, болотах и т. п., на поверхности почти всей суши и даже на некоторой глубине в коре земного шара.

Биосфера состоит из всех наиболее распространенных в природе химических элементов, но характерными для нее являются элементы, входящие в состав живого вещества,— водород, кислород, азот, сера и особенно углерод.

 

ПЛОТНОСТЬ ЗЕМЛИ

Среднюю плотность (удельный вес) Земли удалось определить в самом конце XVIII в. при помощи чрезвычайно чувствительного прибора — крутильных весов. Этот прибор позволил сравнить притяжение небольшого свинцового шарика большим свинцовым шаром и Землей. Крутильные весы представляют собой легкий стержень, подвешенный за середину на тонкой металлической нити. По концам стержня укреплены два небольших свинцовых шарика. Два больших свинцовых шара подвешены так, что они находятся по разные стороны от стержня.

Когда стали приближать большие шары к маленьким, то они притянули к себе маленькие шарики и закрутили нить.

Так как сила сопротивления нити закручиванию была заранее измерена, то по углу, на который повернулся стержень, можно было вычислить силу притяжения большим свинцовым шаром маленького шарика. Притяжение же маленького свинцового шарика Землей — его вес. Значит, легко было узнать, во сколько раз слабее, чем Земля, большой свинцовый шар притягивает маленький шарик крутильных весов.

По закону всемирного тяготения, открытому Ньютоном, можно было вычислить, во сколько раз масса Земли больше массы большого свинцового шара. Так как радиус Земли известен,то легко было определить ее объем, а разделив массу на объем, найти среднюю плотность Земли; она равна 5,52

 

Атмосфера - Слово «атмосфера» происходит от двух слов: «атмос» — воздух и «сфера» — шар.

Биосфера - оболочка Земли, которая заселена живыми организмами, преобразована их действиями и занятая продуктами их жизнедеятельности, собственно и называющаяся глобальной экосистемой Земли.