Атмосфера в составе биосферы

Атмосфера Земли имеет толщину около 500 километров. Она разделена на пять основных слоев, а именно: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Атмосфера сокращается с каждым сегментом, пока постепенно не превращается в межпланетное пространство.

Атмосфера в составе биосферы — газовая среда обитания организмов. До появления фотосинтезирующих организмов она формировалась в основном из вулканических газов. С превращением бескислородной атмосферы в кислородную, связаны основные этапы биологической эволюции биосферы. Сегодняшний состав атмосферы существенно отличается от вулканических газов, за счет которых она возникла. Это свидетельствует о том, что в течение геологической истории Земли происходили мощные процессы, изменившие состав ее газовой оболочки. Эти процессы связывают с активностью живого населения биосферы. Расчеты показывают, что в добиологический период атмосфера Земли мало отличалась от близкой к ней по размерам и расстоянию от Солнца Венеры. Первоначально атмосфера Земли состояла из углекислого газа (98 %) и азота (1,5 %).

Чистый воздух на уровне моря представляет собой механическую смесь нескольких газов. Соотношение между главными составляющими атмосферу газами — азотом (объемная концентрация 78,08 %) и кислородом (20,95%) постоянно. Кроме них в атмосферном воздухе содержится аргон (0,93 %) и углекислый газ (0,03 %). Количество остальных газов неона, гелия, криптона, ксенона, водорода, йода, угарного газа и оксидов азота — ничтожно мало (менее 0,01 %). Важнейшими компонентами атмосферы являются озон и углекислый газ, которые контролируют функционирование биосферы.

Почти 50 % всей массы атмосферы сосредоточено в нижнем 5-километровом ее слое, 75 % — в 10-километровом и 90 % — в 16-километровом. Выше 3 тыс. км плотность атмосферы мало чем отличается от плотности межпланетного пространства, хотя следы атмосферы обнаружены на высоте 10 тыс. км.

Озон — трехатомный кислород (О3) присутствует в атмосфере Земли до высоты 70 км. В приземном слое он образуется под влиянием случайных факторов (грозовые разряды, окисление органического вещества и др.). Озоновый слой располагается на высоте 10 — 100 км; максимальная его концентрация наблюдается на высоте 25 км. Слой максимальной концентрации озона на высоте 20 — 25 км получил название озонового экрана. Озоновый экран имеет громадное значение для сохранения жизни на Земле. В озоновом слое поглощается большая часть, идущего от Солнца, ультрафиолетового излучения с длиной волны меньше 400 нм. Поверхность Земли достигает лишь часть ультрафиолетового излучения с длиной волны 280 нм. Благодаря озоновому слою наиболее активная в биологическом отношении часть солнечной радиации не может губительно воздействовать на живые организмы.