Основи екології - Олійник Я.Б. - 5.6. Ресурси атмосфери

До того, як людина освоїла вогонь близько 10 тис. років тому, атмосфера використовувалася лише для дихання. З розвитком людських поселень, а згодом і промисловості атмосфера стала використовуватися як джерело кисню для спалювання різних видів палива та викиду відходів енергетичних та інших промислових підприємств. Перші спроби охорони атмосфери у місцевому масштабі відомі з XIII ст. Так, в Англії у 1273 р. був прийнятий закон про заборону спалювання вугілля у Лондоні. Наприкінці XIX ст. з'явилися закони про охорону атмосферного повітря у Німеччині (1900), Англії (1906), Франції (1917), Росії (1919).

Атмосфера - газова оболонка, що оточує Землю. Наявність атмосфери є однією з найголовніших умов життя на планеті. Без їжі людина може прожити місяць, без води - тиждень, а без повітря не витримає і кількох хвилин. Атмосфера як елемент глобальної екосистеми виконує такі основні функції:

- захищає живі організми від згубного впливу космічних випромінювань та ударів метеоритів;

- регулює сезонні і добові коливання температури (якби на Землі не існувало атмосфери, добові коливання температури досягали б ± 200 °С);

- є носієм тепла і вологи;

- є "вмістилищем" газів, які беруть участь у фотосинтезі і тим самим забезпечують процес дихання;

- зумовлює складні екзогенні процеси (вивітрювання гірських порід, діяльність природних вод, мерзлоти, льодовиків тощо).

Атмосфера регулює також такі найважливіші параметри, як температура, вологість, тиск. Тобто найзагальнішою характеристикою стану атмосфери є клімат. Кругообіги кисню, вуглецю" азоту, води обов'язково проходять атмосферну стадію. Головну роль у цьому процесі відіграє те, що завдяки динамічності атмосфери різні речовини розподіляються з основними вітрами по всій земній кулі. Дуже важлива така властивість атмосфери, як прозорість, що визначає інтенсивність фотосинтезу - єдиного природного процесу фіксації сонячної енергії на Землі.

Сучасний газовий склад атмосфери є результатом тривалого історичного розвитку земної кулі. У повітрі вміщується: азоту - 78,084 %; кисню - 20,946; аргону - 0,934; вуглекислого газу

- 0,03 %. Крім того, атмосфера містить водяну пару: від 0,2 % у приполярних районах до 3 % поблизу екватора. Такий хімічний склад був не завжди. Первісна атмосфера Землі була схожа з атмосферами деяких інших планет Сонячної системи, наприклад Венери, і складалася з вуглекислого газу, метану, аміаку тощо. Нинішня киснево-азотна атмосфера є результатом життєдіяльності живих організмів біосфери.

Маса атмосфери становить приблизно одну мільйонну маси Землі (5,15 o 105 т), але вона відіграє величезну роль у всіх природних процесах. Наявність навколо земної кулі атмосфери визначає загальний тепловий режим поверхні Землі, циркуляція атмосфери впливає на місцеві кліматичні умови, а через них - на режим річок, ґрунтово-рослинний покрив, а також на екзогенні процеси рельєфоутворення. Відомо, що сонячна енергія, яка надходить на Землю, створює умови для життя, але її доза визначається атмосферою. Якщо б її не існувало, вдень земна поверхня розжарювалася б до +100 °С, а вночі б вистуджувалася до -100 °С. Звичайно, перепад добових температур у 200 °С набагато перевищує можливості виживання усіх форм земного життя.

Атмосферне повітря лише умовно можна вважати невичерпним природним ресурсом. Річ у тім, що людині та більшості живих організмів необхідне повітря певної якості, а під впливом діяльності людини хімічний склад і фізичні властивості повітря дедалі погіршуються. На Землі вже майже не залишилося місць, де повітря зберегло свої первозданні чистоту та якість, а в деяких промислових центрах стан атмосфери просто загрозливий. У великих містах, наприклад, десятки мільйонів людей дихають повітрям, яке не відповідає сучасним нормам і шкідливе для їхнього здоров'я; на кожного жителя цих міст щорічно припадає близько тонни небезпечних речовин.

Атмосфера складається з таких шарів (знизу вгору): до висоти 18 км - тропосфера, до 50 км - стратосфера, до 80 км - мезосфера, до 1000 км - термосфера, до 1900 км - екзосфера, потім геокорона (умовно до 20 тис. км); далі атмосфера поступово переходить у міжпланетний космічний вакуум. Основна маса повітря (90 %) зосереджена у нижньому шарі - тропосфері. Саме у ньому відбуваються інтенсивні теплові процеси, причому атмосфера нагрівається знизу, від поверхні океанів і суходолу. Надзвичайно важливе екологічне значення для біосфери має озоновий шар у стратосфері, повітря якого збагачене трьохатомним киснем (03). Озоновий шар захищає все живе на Землі від згубної дії "жорсткого" ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Крім газів, у повітрі атмосфери містяться ще й домішки так званих аерозолів, тобто дуже дрібних крапель рідин і твердих частинок як природного, так і антропогенного походження: сірчистих (краплі Н2S04), мінеральних (пил із земної поверхні), вуглеводневих (сажа), морських (частинки морських солей) та ін.