पृथ्वी का वायुमंडल 78 भागों से बना है। पृथ्वी का वातावरण

पृथ्वी के जीवन में वायुमंडल की भूमिका

वातावरण ऑक्सीजन का स्रोत है जिससे लोग सांस लेते हैं। हालाँकि, जैसे-जैसे आप ऊंचाई पर बढ़ते हैं, कुल वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है, जिससे आंशिक ऑक्सीजन दबाव में कमी आती है।

मानव फेफड़ों में लगभग तीन लीटर वायुकोशीय वायु होती है। यदि वायुमंडलीय दबाव सामान्य है, तो वायुकोशीय वायु में आंशिक ऑक्सीजन दबाव 11 मिमी एचजी होगा। कला।, कार्बन डाइऑक्साइड दबाव - 40 मिमी एचजी। कला।, और जल वाष्प - 47 मिमी एचजी। कला। जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, ऑक्सीजन का दबाव कम हो जाता है, और फेफड़ों में जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड का कुल दबाव स्थिर रहेगा - लगभग 87 मिमीएचजी। कला। जब हवा का दबाव इस मान के बराबर हो जाता है, तो फेफड़ों में ऑक्सीजन का प्रवाह बंद हो जाएगा।

20 किमी की ऊंचाई पर वायुमंडलीय दबाव में कमी के कारण यहां मानव शरीर में पानी और अंतरालीय द्रव उबलने लगेंगे। यदि आप दबावयुक्त केबिन का उपयोग नहीं करते हैं, तो इतनी ऊंचाई पर एक व्यक्ति लगभग तुरंत मर जाएगा। इसलिए, मानव शरीर की शारीरिक विशेषताओं के दृष्टिकोण से, "अंतरिक्ष" समुद्र तल से 20 किमी की ऊंचाई से उत्पन्न होता है।

पृथ्वी के जीवन में वायुमंडल की भूमिका बहुत महान है। उदाहरण के लिए, घने वायु परतों के लिए धन्यवाद - क्षोभमंडल और समताप मंडल, लोग विकिरण जोखिम से सुरक्षित रहते हैं। अंतरिक्ष में, दुर्लभ हवा में, 36 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, आयनकारी विकिरण कार्य करता है। 40 किमी से अधिक की ऊंचाई पर - पराबैंगनी।

पृथ्वी की सतह से 90-100 किमी से अधिक की ऊंचाई तक ऊपर उठने पर, निचली वायुमंडलीय परत में देखी गई मनुष्यों से परिचित घटनाओं का धीरे-धीरे कमजोर होना और फिर पूरी तरह से गायब होना देखा जाएगा:

कोई ध्वनि यात्रा नहीं करती.

कोई वायुगतिकीय बल या खिंचाव नहीं है।

संवहन आदि द्वारा ऊष्मा का स्थानांतरण नहीं होता है।

वायुमंडलीय परत पृथ्वी और सभी जीवित जीवों को ब्रह्मांडीय विकिरण, उल्कापिंडों से बचाती है, और मौसमी तापमान में उतार-चढ़ाव को विनियमित करने, दैनिक चक्रों को संतुलित करने और समतल करने के लिए जिम्मेदार है। पृथ्वी पर वायुमंडल की अनुपस्थिति में, दैनिक तापमान +/-200C˚ के भीतर उतार-चढ़ाव होगा। वायुमंडलीय परत पृथ्वी की सतह और अंतरिक्ष के बीच एक जीवनदायी "बफर" है, नमी और गर्मी का वाहक है; प्रकाश संश्लेषण और ऊर्जा विनिमय की प्रक्रियाएं वायुमंडल में होती हैं - सबसे महत्वपूर्ण जीवमंडल प्रक्रियाएं।

पृथ्वी की सतह से क्रम में वायुमंडल की परतें

वायुमंडल एक स्तरित संरचना है जिसमें पृथ्वी की सतह से क्रमानुसार वायुमंडल की निम्नलिखित परतें शामिल हैं:

क्षोभ मंडल।

समतापमंडल।

मेसोस्फीयर।

थर्मोस्फीयर।

बहिर्मंडल

प्रत्येक परत में एक-दूसरे के बीच तीव्र सीमाएँ नहीं होती हैं, और उनकी ऊँचाई अक्षांश और मौसम से प्रभावित होती है। इस स्तरित संरचना का निर्माण विभिन्न ऊंचाई पर तापमान परिवर्तन के परिणामस्वरूप हुआ था। वातावरण के कारण ही हम टिमटिमाते तारे देखते हैं।

परतों द्वारा पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना:

पृथ्वी का वायुमंडल किससे मिलकर बना है?

प्रत्येक वायुमंडलीय परत तापमान, घनत्व और संरचना में भिन्न होती है। वायुमंडल की कुल मोटाई 1.5-2.0 हजार किमी है। पृथ्वी का वायुमंडल किससे मिलकर बना है? वर्तमान में, यह विभिन्न अशुद्धियों वाली गैसों का मिश्रण है।

क्षोभ मंडल

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना क्षोभमंडल से शुरू होती है, जो लगभग 10-15 किमी की ऊंचाई के साथ वायुमंडल का निचला हिस्सा है। वायुमंडलीय वायु का अधिकांश भाग यहीं केंद्रित है। क्षोभमंडल की एक विशिष्ट विशेषता तापमान में 0.6 डिग्री सेल्सियस की गिरावट है क्योंकि यह हर 100 मीटर पर बढ़ता है। क्षोभमंडल लगभग सभी वायुमंडलीय जल वाष्प को केंद्रित करता है, और यहीं पर बादल बनते हैं।

क्षोभमंडल की ऊँचाई प्रतिदिन बदलती रहती है। इसके अलावा, इसका औसत मूल्य वर्ष के अक्षांश और मौसम के आधार पर भिन्न होता है। ध्रुवों के ऊपर क्षोभमंडल की औसत ऊंचाई 9 किमी, भूमध्य रेखा के ऊपर - लगभग 17 किमी है। भूमध्य रेखा के ऊपर औसत वार्षिक हवा का तापमान +26 ˚C और उत्तरी ध्रुव -23 ˚C के करीब है। भूमध्य रेखा के ऊपर क्षोभमंडल सीमा की ऊपरी रेखा का औसत वार्षिक तापमान लगभग -70 ˚C होता है, और उत्तरी ध्रुव के ऊपर गर्मियों में -45 ˚C और सर्दियों में -65 ˚C होता है। इस प्रकार, ऊँचाई जितनी अधिक होगी, तापमान उतना ही कम होगा। सूर्य की किरणें क्षोभमंडल से बिना रुके गुजरती हैं और पृथ्वी की सतह को गर्म करती हैं। सूर्य द्वारा उत्सर्जित गर्मी कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन और जल वाष्प द्वारा बरकरार रखी जाती है।

स्ट्रैटोस्फियर

क्षोभमंडल परत के ऊपर समतापमंडल है, जिसकी ऊंचाई 50-55 किमी है। इस परत की ख़ासियत यह है कि ऊंचाई के साथ तापमान बढ़ता है। क्षोभमंडल और समतापमंडल के बीच एक संक्रमण परत होती है जिसे ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है।

लगभग 25 किलोमीटर की ऊँचाई से, समतापमंडलीय परत का तापमान बढ़ना शुरू हो जाता है और 50 किलोमीटर की अधिकतम ऊँचाई तक पहुँचने पर, +10 से +30 ˚C तक मान प्राप्त कर लेता है।

समताप मंडल में जलवाष्प बहुत कम है। कभी-कभी लगभग 25 किमी की ऊंचाई पर आपको पतले बादल मिल सकते हैं, जिन्हें "मोती बादल" कहा जाता है। दिन के समय वे ध्यान देने योग्य नहीं होते हैं, लेकिन रात में वे क्षितिज के नीचे सूर्य की रोशनी के कारण चमकते हैं। नैक्रियस बादलों की संरचना में अतिशीतित जल की बूंदें होती हैं। समताप मंडल में मुख्य रूप से ओजोन होता है।

मीसोस्फीयर

मेसोस्फीयर परत की ऊंचाई लगभग 80 किमी है। यहां, जैसे-जैसे यह ऊपर की ओर बढ़ता है, तापमान कम होता जाता है और सबसे ऊपर शून्य से नीचे कई दसियों C˚ के मान तक पहुंच जाता है। मध्यमंडल में बादलों को भी देखा जा सकता है, जो संभवतः बर्फ के क्रिस्टल से बनते हैं। इन बादलों को "निशाचर" कहा जाता है। मेसोस्फीयर को वायुमंडल में सबसे ठंडे तापमान की विशेषता है: -2 से -138 ˚C तक।

बाह्य वायुमंडल

इस वायुमंडलीय परत को इसका नाम इसके उच्च तापमान के कारण मिला। थर्मोस्फियर में निम्न शामिल हैं:

आयनमंडल।

बहिर्मंडल।

आयनमंडल को दुर्लभ हवा की विशेषता है, जिसके प्रत्येक सेंटीमीटर में 300 किमी की ऊंचाई पर 1 अरब परमाणु और अणु होते हैं, और 600 किमी की ऊंचाई पर - 100 मिलियन से अधिक होते हैं।

आयनमंडल की विशेषता उच्च वायु आयनीकरण भी है। ये आयन आवेशित ऑक्सीजन परमाणुओं, नाइट्रोजन परमाणुओं के आवेशित अणुओं और मुक्त इलेक्ट्रॉनों से बने होते हैं।

बहिर्मंडल

बाह्यमंडलीय परत 800-1000 किमी की ऊंचाई पर शुरू होती है। गैस के कण, विशेष रूप से हल्के कण, गुरुत्वाकर्षण बल को पार करते हुए, जबरदस्त गति से यहाँ चलते हैं। ऐसे कण अपनी तीव्र गति के कारण वायुमंडल से बाहर अंतरिक्ष में उड़ जाते हैं और बिखर जाते हैं। इसलिए बाह्यमंडल को फैलाव का क्षेत्र कहा जाता है। अधिकतर हाइड्रोजन परमाणु, जो बाह्यमंडल की सबसे ऊंची परतें बनाते हैं, अंतरिक्ष में उड़ जाते हैं। ऊपरी वायुमंडल में कणों और सौर हवा के कणों के कारण, हम उत्तरी रोशनी देख सकते हैं।

उपग्रहों और भूभौतिकीय रॉकेटों ने ग्रह के वायुमंडल की ऊपरी परतों में विद्युत आवेशित कणों - इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन से युक्त विकिरण बेल्ट की उपस्थिति स्थापित करना संभव बना दिया है।

समुद्र तल पर 1013.25 hPa (लगभग 760 mmHg)। पृथ्वी की सतह पर वैश्विक औसत हवा का तापमान 15 डिग्री सेल्सियस है, उपोष्णकटिबंधीय रेगिस्तान में तापमान लगभग 57 डिग्री सेल्सियस से लेकर अंटार्कटिका में -89 डिग्री सेल्सियस तक भिन्न होता है। वायु घनत्व और दबाव घातांक के करीब एक नियम के अनुसार ऊंचाई के साथ घटते हैं।

वायुमंडल की संरचना. ऊर्ध्वाधर रूप से, वायुमंडल में एक स्तरित संरचना होती है, जो मुख्य रूप से ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण (आंकड़ा) की विशेषताओं से निर्धारित होती है, जो भौगोलिक स्थिति, मौसम, दिन के समय आदि पर निर्भर करती है। वायुमंडल की निचली परत - क्षोभमंडल - की विशेषता ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट (लगभग 6 डिग्री सेल्सियस प्रति 1 किमी) है, इसकी ऊंचाई ध्रुवीय अक्षांशों में 8-10 किमी से लेकर उष्णकटिबंधीय में 16-18 किमी तक है। ऊंचाई के साथ वायु घनत्व में तेजी से कमी के कारण, वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का लगभग 80% क्षोभमंडल में स्थित है। क्षोभमंडल के ऊपर समताप मंडल है, एक परत जो आमतौर पर ऊंचाई के साथ तापमान में वृद्धि की विशेषता होती है। क्षोभमंडल और समतापमंडल के बीच की संक्रमण परत को ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है। निचले समताप मंडल में, लगभग 20 किमी के स्तर तक, तापमान ऊंचाई (तथाकथित इज़ोटेर्मल क्षेत्र) के साथ थोड़ा बदलता है और अक्सर थोड़ा कम भी हो जाता है। इससे ऊपर, ओजोन द्वारा सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण के कारण तापमान बढ़ता है, पहले धीरे-धीरे और 34-36 किमी के स्तर से तेजी से बढ़ता है। समताप मंडल की ऊपरी सीमा - स्ट्रैटोपॉज़ - अधिकतम तापमान (260-270 K) के अनुरूप 50-55 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। 55-85 किमी की ऊंचाई पर स्थित वायुमंडल की परत, जहां ऊंचाई के साथ तापमान फिर से गिरता है, मेसोस्फीयर कहलाती है; इसकी ऊपरी सीमा पर - मेसोपॉज़ - गर्मियों में तापमान 150-160 K और 200-230 तक पहुँच जाता है सर्दियों में के। मेसोपॉज के ऊपर, थर्मोस्फीयर शुरू होता है - तापमान में तेजी से वृद्धि की विशेषता वाली एक परत, जो 250 किमी की ऊंचाई पर 800-1200 K तक पहुंचती है। थर्मोस्फीयर में, सूर्य से कोरपसकुलर और एक्स-रे विकिरण अवशोषित होता है, उल्काओं की गति धीमी हो जाती है और वे जल जाती हैं, इसलिए यह पृथ्वी की सुरक्षात्मक परत के रूप में कार्य करती है। इससे भी ऊंचा बाह्यमंडल है, जहां से वायुमंडलीय गैसें अपव्यय के कारण बाहरी अंतरिक्ष में फैल जाती हैं और जहां वायुमंडल से अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में क्रमिक संक्रमण होता है।

वायुमंडलीय रचना. लगभग 100 किमी की ऊँचाई तक, वायुमंडल रासायनिक संरचना में लगभग सजातीय है और हवा का औसत आणविक भार (लगभग 29) स्थिर है। पृथ्वी की सतह के पास, वायुमंडल में नाइट्रोजन (आयतन के हिसाब से लगभग 78.1%) और ऑक्सीजन (लगभग 20.9%) शामिल है, और इसमें थोड़ी मात्रा में आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड (कार्बन डाइऑक्साइड), नियॉन और अन्य स्थायी और परिवर्तनशील घटक भी हैं (वायु देखें) ).

इसके अलावा, वायुमंडल में थोड़ी मात्रा में ओजोन, नाइट्रोजन ऑक्साइड, अमोनिया, रेडॉन आदि होते हैं। हवा के मुख्य घटकों की सापेक्ष सामग्री समय के साथ स्थिर होती है और विभिन्न भौगोलिक क्षेत्रों में एक समान होती है। जलवाष्प और ओजोन की सामग्री स्थान और समय में परिवर्तनशील है; उनकी कम सामग्री के बावजूद, वायुमंडलीय प्रक्रियाओं में उनकी भूमिका बहुत महत्वपूर्ण है।

100-110 किमी से ऊपर, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प के अणुओं का पृथक्करण होता है, इसलिए हवा का आणविक द्रव्यमान कम हो जाता है। लगभग 1000 किमी की ऊंचाई पर, हल्की गैसें - हीलियम और हाइड्रोजन - प्रबल होने लगती हैं, और इससे भी अधिक ऊंचाई पर पृथ्वी का वायुमंडल धीरे-धीरे अंतरग्रहीय गैस में बदल जाता है।

वायुमंडल का सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तनशील घटक जलवाष्प है, जो पानी और नम मिट्टी की सतह से वाष्पीकरण के साथ-साथ पौधों द्वारा वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से वायुमंडल में प्रवेश करता है। जलवाष्प की सापेक्ष सामग्री पृथ्वी की सतह पर उष्णकटिबंधीय में 2.6% से लेकर ध्रुवीय अक्षांशों में 0.2% तक भिन्न होती है। यह ऊंचाई के साथ तेजी से गिरता है, 1.5-2 किमी की ऊंचाई पर पहले से ही आधे से कम हो जाता है। समशीतोष्ण अक्षांशों पर वायुमंडल के ऊर्ध्वाधर स्तंभ में लगभग 1.7 सेमी "अवक्षेपित जल परत" होती है। जब जल वाष्प संघनित होता है, तो बादल बनते हैं, जिससे वायुमंडलीय वर्षा वर्षा, ओले और बर्फ के रूप में गिरती है।

वायुमंडलीय वायु का एक महत्वपूर्ण घटक ओजोन है, जिसका 90% समताप मंडल (10 से 50 किमी के बीच) में केंद्रित है, इसका लगभग 10% क्षोभमंडल में है। ओजोन कठोर यूवी विकिरण (290 एनएम से कम तरंग दैर्ध्य के साथ) का अवशोषण प्रदान करता है, और यह जीवमंडल के लिए इसकी सुरक्षात्मक भूमिका है। कुल ओजोन सामग्री का मान अक्षांश और मौसम के आधार पर 0.22 से 0.45 सेमी (दबाव पी = 1 एटीएम और तापमान टी = 0 डिग्री सेल्सियस पर ओजोन परत की मोटाई) के बीच भिन्न होता है। 1980 के दशक की शुरुआत से अंटार्कटिका में वसंत ऋतु में देखे गए ओजोन छिद्रों में, ओजोन सामग्री 0.07 सेमी तक गिर सकती है। यह भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक बढ़ती है और वसंत में अधिकतम और शरद ऋतु में न्यूनतम के साथ एक वार्षिक चक्र होता है, और इसका आयाम होता है वार्षिक चक्र उष्ण कटिबंध में छोटा होता है और उच्च अक्षांशों की ओर बढ़ता है। वायुमंडल का एक महत्वपूर्ण परिवर्तनशील घटक कार्बन डाइऑक्साइड है, जिसकी वायुमंडल में सामग्री पिछले 200 वर्षों में 35% बढ़ गई है, जिसे मुख्य रूप से मानवजनित कारक द्वारा समझाया गया है। इसकी अक्षांशीय और मौसमी परिवर्तनशीलता देखी जाती है, जो पौधों के प्रकाश संश्लेषण और समुद्री जल में घुलनशीलता से जुड़ी होती है (हेनरी के नियम के अनुसार, बढ़ते तापमान के साथ पानी में गैस की घुलनशीलता कम हो जाती है)।

ग्रह की जलवायु को आकार देने में एक महत्वपूर्ण भूमिका वायुमंडलीय एरोसोल द्वारा निभाई जाती है - हवा में निलंबित ठोस और तरल कण जिनका आकार कई एनएम से लेकर दसियों माइक्रोन तक होता है। प्राकृतिक और मानवजनित मूल के एरोसोल हैं। एरोसोल का निर्माण पौधों के जीवन और मानव आर्थिक गतिविधि, ज्वालामुखी विस्फोटों के उत्पादों से गैस-चरण प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में होता है, जो ग्रह की सतह से, विशेष रूप से इसके रेगिस्तानी क्षेत्रों से हवा द्वारा उठने वाली धूल के परिणामस्वरूप होता है, और यह भी होता है वायुमंडल की ऊपरी परतों में गिरने वाली ब्रह्मांडीय धूल से निर्मित। अधिकांश एरोसोल क्षोभमंडल में केंद्रित है; ज्वालामुखी विस्फोटों से निकलने वाला एरोसोल लगभग 20 किमी की ऊंचाई पर तथाकथित जंग परत बनाता है। मानवजनित एरोसोल की सबसे बड़ी मात्रा वाहनों और थर्मल पावर प्लांटों के संचालन, रासायनिक उत्पादन, ईंधन दहन आदि के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश करती है। इसलिए, कुछ क्षेत्रों में वायुमंडल की संरचना सामान्य हवा से काफी भिन्न होती है, जिसके लिए इसकी आवश्यकता होती है। वायुमंडलीय वायु प्रदूषण के स्तर की निगरानी और निगरानी के लिए एक विशेष सेवा का निर्माण।

वातावरण का विकास. आधुनिक वायुमंडल स्पष्ट रूप से द्वितीयक उत्पत्ति का है: इसका निर्माण लगभग 4.5 अरब वर्ष पहले ग्रह के निर्माण के पूरा होने के बाद पृथ्वी के ठोस आवरण द्वारा छोड़ी गई गैसों से हुआ था। पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास के दौरान, कई कारकों के प्रभाव में वायुमंडल की संरचना में महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए हैं: गैसों का अपव्यय (अस्थिरीकरण), मुख्य रूप से हल्की गैसें, बाहरी अंतरिक्ष में; ज्वालामुखी गतिविधि के परिणामस्वरूप स्थलमंडल से गैसों का निकलना; वायुमंडल के घटकों और पृथ्वी की पपड़ी बनाने वाली चट्टानों के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाएँ; सौर यूवी विकिरण के प्रभाव में वायुमंडल में ही फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं; अंतरग्रहीय माध्यम से पदार्थ का अभिवृद्धि (कब्जा करना) (उदाहरण के लिए, उल्कापिंड पदार्थ)। वायुमंडल के विकास का भूवैज्ञानिक और भू-रासायनिक प्रक्रियाओं से और पिछले 3-4 अरब वर्षों में जीवमंडल की गतिविधि से भी गहरा संबंध है। आधुनिक वायुमंडल (नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, जल वाष्प) बनाने वाली गैसों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा ज्वालामुखीय गतिविधि और घुसपैठ के दौरान उत्पन्न हुआ, जो उन्हें पृथ्वी की गहराई से ले गया। लगभग 2 अरब वर्ष पहले ऑक्सीजन प्रशंसनीय मात्रा में प्रकाश संश्लेषक जीवों के परिणामस्वरूप प्रकट हुई जो मूल रूप से समुद्र के सतही जल में उत्पन्न हुए थे।

कार्बोनेट जमा की रासायनिक संरचना के आंकड़ों के आधार पर, भूवैज्ञानिक अतीत के वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन की मात्रा का अनुमान प्राप्त किया गया था। फ़ैनरोज़ोइक (पृथ्वी के इतिहास के पिछले 570 मिलियन वर्ष) के दौरान, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा ज्वालामुखीय गतिविधि के स्तर, समुद्र के तापमान और प्रकाश संश्लेषण की दर के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न थी। इस समय के अधिकांश समय में, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता आज की तुलना में काफी अधिक (10 गुना तक) थी। फ़ैनरोज़ोइक वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा में काफी बदलाव आया, इसकी वृद्धि की प्रवृत्ति प्रचलित रही। प्रीकैम्ब्रियन वायुमंडल में, कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान, एक नियम के रूप में, अधिक था, और ऑक्सीजन का द्रव्यमान फ़ैनरोज़ोइक वातावरण की तुलना में छोटा था। कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में उतार-चढ़ाव का अतीत में जलवायु पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा, कार्बन डाइऑक्साइड की बढ़ती सांद्रता के साथ ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि हुई, जिससे आधुनिक युग की तुलना में फ़ैनरोज़ोइक के मुख्य भाग में जलवायु अधिक गर्म हो गई।

वातावरण और जीवन. वायुमंडल के बिना, पृथ्वी एक मृत ग्रह होगी। जैविक जीवन वायुमंडल और संबंधित जलवायु और मौसम के साथ निकट संपर्क में होता है। संपूर्ण ग्रह की तुलना में द्रव्यमान में नगण्य (लगभग दस लाख में एक भाग), वायुमंडल सभी प्रकार के जीवन के लिए एक अनिवार्य शर्त है। जीवों के जीवन के लिए वायुमंडलीय गैसों में सबसे महत्वपूर्ण हैं ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड और ओजोन। जब कार्बन डाइऑक्साइड को प्रकाश संश्लेषक पौधों द्वारा अवशोषित किया जाता है, तो कार्बनिक पदार्थ बनता है, जिसका उपयोग मनुष्यों सहित अधिकांश जीवित प्राणियों द्वारा ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जाता है। एरोबिक जीवों के अस्तित्व के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है, जिसके लिए ऊर्जा का प्रवाह कार्बनिक पदार्थों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं द्वारा प्रदान किया जाता है। कुछ सूक्ष्मजीवों (नाइट्रोजन फिक्सर) द्वारा आत्मसात किया गया नाइट्रोजन, पौधों के खनिज पोषण के लिए आवश्यक है। ओजोन, जो सूर्य से कठोर यूवी विकिरण को अवशोषित करता है, जीवन के लिए हानिकारक सौर विकिरण के इस हिस्से को काफी कमजोर कर देता है। वायुमंडल में जलवाष्प का संघनन, बादलों का निर्माण और उसके बाद होने वाली वर्षा भूमि पर पानी की आपूर्ति करती है, जिसके बिना जीवन का कोई भी रूप संभव नहीं है। जलमंडल में जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि काफी हद तक पानी में घुली वायुमंडलीय गैसों की मात्रा और रासायनिक संरचना से निर्धारित होती है। चूँकि वायुमंडल की रासायनिक संरचना महत्वपूर्ण रूप से जीवों की गतिविधियों पर निर्भर करती है, जीवमंडल और वायुमंडल को एक ही प्रणाली का हिस्सा माना जा सकता है, जिसका रखरखाव और विकास (जैव भू-रासायनिक चक्र देखें) की संरचना को बदलने के लिए बहुत महत्वपूर्ण था। एक ग्रह के रूप में पृथ्वी के पूरे इतिहास में वायुमंडल।

वायुमंडल का विकिरण, ताप और जल संतुलन. सौर विकिरण व्यावहारिक रूप से वायुमंडल में सभी भौतिक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का एकमात्र स्रोत है। वायुमंडल के विकिरण शासन की मुख्य विशेषता तथाकथित ग्रीनहाउस प्रभाव है: वायुमंडल सौर विकिरण को पृथ्वी की सतह पर काफी अच्छी तरह से प्रसारित करता है, लेकिन सक्रिय रूप से पृथ्वी की सतह से थर्मल लंबी-तरंग विकिरण को अवशोषित करता है, जिसका एक हिस्सा सतह पर वापस आ जाता है। काउंटर विकिरण के रूप में, पृथ्वी की सतह से विकिरण गर्मी की हानि की भरपाई (वायुमंडलीय विकिरण देखें)। वायुमंडल की अनुपस्थिति में, पृथ्वी की सतह का औसत तापमान -18°C होगा, लेकिन वास्तव में यह 15°C है। आने वाला सौर विकिरण आंशिक रूप से (लगभग 20%) वायुमंडल में अवशोषित होता है (मुख्य रूप से जल वाष्प, पानी की बूंदों, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन और एरोसोल द्वारा), और एयरोसोल कणों और घनत्व में उतार-चढ़ाव (रेले स्कैटरिंग) द्वारा भी बिखरा हुआ है (लगभग 7%) . पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाला कुल विकिरण आंशिक रूप से (लगभग 23%) इससे परावर्तित होता है। परावर्तन गुणांक अंतर्निहित सतह की परावर्तनशीलता, तथाकथित अल्बेडो द्वारा निर्धारित किया जाता है। औसतन, सौर विकिरण के अभिन्न प्रवाह के लिए पृथ्वी का अल्बेडो 30% के करीब है। ताजी गिरी बर्फ के लिए यह कुछ प्रतिशत (सूखी मिट्टी और काली मिट्टी) से लेकर 70-90% तक भिन्न होता है। पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के बीच विकिरणीय ताप विनिमय महत्वपूर्ण रूप से अल्बेडो पर निर्भर करता है और यह पृथ्वी की सतह के प्रभावी विकिरण और इसके द्वारा अवशोषित वायुमंडल के प्रति-विकिरण द्वारा निर्धारित होता है। बाहरी अंतरिक्ष से पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने और इसे वापस छोड़ने वाले विकिरण प्रवाह के बीजगणितीय योग को विकिरण संतुलन कहा जाता है।

वायुमंडल और पृथ्वी की सतह द्वारा अवशोषण के बाद सौर विकिरण का परिवर्तन एक ग्रह के रूप में पृथ्वी के ताप संतुलन को निर्धारित करता है। वायुमंडल के लिए ऊष्मा का मुख्य स्रोत पृथ्वी की सतह है; इससे गर्मी न केवल लंबी-तरंग विकिरण के रूप में स्थानांतरित होती है, बल्कि संवहन द्वारा भी होती है, और जल वाष्प के संघनन के दौरान भी निकलती है। इन ऊष्मा प्रवाहों का हिस्सा क्रमशः औसतन 20%, 7% और 23% है। प्रत्यक्ष सौर विकिरण के अवशोषण के कारण लगभग 20% ऊष्मा भी यहाँ जुड़ जाती है। सूर्य की किरणों के लंबवत और वायुमंडल के बाहर पृथ्वी से सूर्य की औसत दूरी पर स्थित एकल क्षेत्र (तथाकथित सौर स्थिरांक) के माध्यम से प्रति इकाई समय में सौर विकिरण का प्रवाह 1367 W/m2 के बराबर है, परिवर्तन हैं सौर गतिविधि के चक्र के आधार पर 1-2 W/m2। लगभग 30% की ग्रहीय अल्बेडो के साथ, ग्रह पर सौर ऊर्जा का समय-औसत वैश्विक प्रवाह 239 W/m2 है। चूंकि एक ग्रह के रूप में पृथ्वी अंतरिक्ष में औसतन समान मात्रा में ऊर्जा उत्सर्जित करती है, तो स्टीफन-बोल्ट्ज़मैन कानून के अनुसार, आउटगोइंग थर्मल लॉन्ग-वेव विकिरण का प्रभावी तापमान 255 K (-18 ° C) है। वहीं पृथ्वी की सतह का औसत तापमान 15°C होता है. 33°C का अंतर ग्रीनहाउस प्रभाव के कारण है।

वायुमंडल का जल संतुलन आम तौर पर पृथ्वी की सतह से वाष्पित होने वाली नमी की मात्रा और पृथ्वी की सतह पर गिरने वाली वर्षा की मात्रा की समानता से मेल खाता है। महासागरों के ऊपर का वातावरण भूमि की तुलना में वाष्पीकरण प्रक्रियाओं से अधिक नमी प्राप्त करता है, और वर्षा के रूप में 90% खो देता है। महासागरों के ऊपर से अतिरिक्त जलवाष्प को वायु धाराओं द्वारा महाद्वीपों तक पहुँचाया जाता है। महासागरों से महाद्वीपों तक वायुमंडल में स्थानांतरित जलवाष्प की मात्रा महासागरों में बहने वाली नदियों की मात्रा के बराबर होती है।

वायु संचलन. पृथ्वी गोलाकार है, इसलिए उष्णकटिबंधीय की तुलना में इसके उच्च अक्षांशों तक बहुत कम सौर विकिरण पहुँचता है। परिणामस्वरूप, अक्षांशों के बीच बड़े तापमान विरोधाभास उत्पन्न होते हैं। तापमान वितरण महासागरों और महाद्वीपों की सापेक्ष स्थिति से भी महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होता है। समुद्र के पानी के विशाल द्रव्यमान और पानी की उच्च ताप क्षमता के कारण, समुद्र की सतह के तापमान में मौसमी उतार-चढ़ाव भूमि की तुलना में बहुत कम होता है। इस संबंध में, मध्य और उच्च अक्षांशों में, गर्मियों में महासागरों के ऊपर हवा का तापमान महाद्वीपों की तुलना में काफी कम होता है, और सर्दियों में अधिक होता है।

विश्व के विभिन्न क्षेत्रों में वायुमंडल के असमान तापन के कारण वायुमंडलीय दबाव का स्थानिक रूप से अमानवीय वितरण होता है। समुद्र तल पर, दबाव वितरण की विशेषता भूमध्य रेखा के पास अपेक्षाकृत कम मान, उपोष्णकटिबंधीय (उच्च दबाव बेल्ट) में वृद्धि और मध्य और उच्च अक्षांशों में घट जाती है। इसी समय, अतिरिक्त उष्णकटिबंधीय अक्षांशों के महाद्वीपों पर, दबाव आमतौर पर सर्दियों में बढ़ जाता है और गर्मियों में कम हो जाता है, जो तापमान वितरण से जुड़ा होता है। दबाव प्रवणता के प्रभाव के तहत, हवा उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से कम दबाव वाले क्षेत्रों की ओर निर्देशित त्वरण का अनुभव करती है, जिससे वायु द्रव्यमान की गति होती है। गतिमान वायु द्रव्यमान पृथ्वी के घूर्णन के विक्षेपक बल (कोरिओलिस बल), घर्षण बल, जो ऊंचाई के साथ घटता है, और, घुमावदार प्रक्षेपवक्र के लिए, केन्द्रापसारक बल से भी प्रभावित होता है। हवा का अशांत मिश्रण बहुत महत्वपूर्ण है (वायुमंडल में अशांति देखें)।

वायु धाराओं (सामान्य वायुमंडलीय परिसंचरण) की एक जटिल प्रणाली ग्रहों के दबाव वितरण से जुड़ी हुई है। मेरिडियनल तल में, औसतन दो या तीन मेरिडियनल परिसंचरण कोशिकाओं का पता लगाया जा सकता है। भूमध्य रेखा के पास, गर्म हवा उपोष्णकटिबंधीय में उठती और गिरती है, जिससे हेडली सेल बनता है। रिवर्स फेरेल सेल की हवा भी वहीं उतरती है। उच्च अक्षांशों पर, एक सीधी ध्रुवीय कोशिका अक्सर दिखाई देती है। मेरिडियनल परिसंचरण वेग 1 मीटर/सेकेंड या उससे कम के क्रम पर हैं। कोरिओलिस बल के कारण, अधिकांश वायुमंडल में पश्चिमी हवाएँ देखी जाती हैं जिनकी गति मध्य क्षोभमंडल में लगभग 15 मीटर/सेकेंड होती है। यहाँ अपेक्षाकृत स्थिर पवन प्रणालियाँ हैं। इनमें व्यापारिक हवाएँ शामिल हैं - उपोष्णकटिबंधीय में उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से भूमध्य रेखा तक ध्यान देने योग्य पूर्वी घटक (पूर्व से पश्चिम तक) के साथ चलने वाली हवाएँ। मानसून काफी स्थिर होते हैं - वायु धाराएँ जिनमें स्पष्ट रूप से परिभाषित मौसमी चरित्र होता है: वे गर्मियों में समुद्र से मुख्य भूमि की ओर और सर्दियों में विपरीत दिशा में चलती हैं। हिंद महासागर के मानसून विशेष रूप से नियमित होते हैं। मध्य अक्षांशों में वायुराशियों की गति मुख्यतः पश्चिमी (पश्चिम से पूर्व की ओर) होती है। यह वायुमंडलीय मोर्चों का एक क्षेत्र है जिस पर बड़े-बड़े भंवर उठते हैं - चक्रवात और प्रतिचक्रवात, जो कई सैकड़ों और यहां तक कि हजारों किलोमीटर की दूरी तय करते हैं। उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में भी चक्रवात आते हैं; यहां वे अपने छोटे आकार, लेकिन बहुत तेज़ हवा की गति, तूफान बल (33 मीटर/सेकेंड या अधिक), तथाकथित उष्णकटिबंधीय चक्रवातों तक पहुंचने से पहचाने जाते हैं। अटलांटिक और पूर्वी प्रशांत महासागरों में उन्हें तूफान कहा जाता है, और पश्चिमी प्रशांत महासागर में उन्हें टाइफून कहा जाता है। ऊपरी क्षोभमंडल और निचले समतापमंडल में, प्रत्यक्ष हैडली मेरिडियनल सर्कुलेशन सेल और रिवर्स फेरेल सेल को अलग करने वाले क्षेत्रों में, अपेक्षाकृत संकीर्ण, सैकड़ों किलोमीटर चौड़ी, तेजी से परिभाषित सीमाओं के साथ जेट धाराएं अक्सर देखी जाती हैं, जिसके भीतर हवा 100-150 तक पहुंच जाती है। और यहां तक कि 200 मीटर/ के साथ.

जलवायु एवं मौसम. पृथ्वी की सतह पर विभिन्न अक्षांशों से आने वाले सौर विकिरण की मात्रा में अंतर, जो इसके भौतिक गुणों में भिन्न है, पृथ्वी की जलवायु की विविधता को निर्धारित करता है। भूमध्य रेखा से लेकर उष्णकटिबंधीय अक्षांशों तक, पृथ्वी की सतह पर हवा का तापमान औसतन 25-30 डिग्री सेल्सियस होता है और पूरे वर्ष इसमें थोड़ा बदलाव होता है। भूमध्यरेखीय बेल्ट में आमतौर पर बहुत अधिक वर्षा होती है, जिससे वहां अत्यधिक नमी की स्थिति पैदा हो जाती है। उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में वर्षा कम हो जाती है और कुछ क्षेत्रों में बहुत कम हो जाती है। यहाँ पृथ्वी के विशाल रेगिस्तान हैं।

उपोष्णकटिबंधीय और मध्य अक्षांशों में, हवा का तापमान पूरे वर्ष काफी भिन्न होता है, और महासागरों से दूर महाद्वीपों के क्षेत्रों में गर्मियों और सर्दियों के तापमान के बीच का अंतर विशेष रूप से बड़ा होता है। इस प्रकार, पूर्वी साइबेरिया के कुछ क्षेत्रों में, वार्षिक वायु तापमान सीमा 65°C तक पहुँच जाती है। इन अक्षांशों में आर्द्रीकरण की स्थितियाँ बहुत विविध हैं, मुख्य रूप से सामान्य वायुमंडलीय परिसंचरण के शासन पर निर्भर करती हैं और साल-दर-साल काफी भिन्न होती हैं।

ध्रुवीय अक्षांशों में, पूरे वर्ष तापमान कम रहता है, भले ही ध्यान देने योग्य मौसमी बदलाव हो। यह महासागरों और भूमि और पर्माफ्रॉस्ट पर बर्फ के आवरण के व्यापक वितरण में योगदान देता है, जो रूस में इसके 65% से अधिक क्षेत्र पर कब्जा कर लेता है, मुख्य रूप से साइबेरिया में।

पिछले दशकों में, वैश्विक जलवायु में परिवर्तन तेजी से ध्यान देने योग्य हो गए हैं। निम्न अक्षांशों की तुलना में उच्च अक्षांशों पर तापमान अधिक बढ़ता है; गर्मियों की तुलना में सर्दियों में अधिक; दिन की तुलना में रात में अधिक. 20वीं सदी में, रूस में पृथ्वी की सतह पर औसत वार्षिक वायु तापमान में 1.5-2 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि हुई, और साइबेरिया के कुछ क्षेत्रों में कई डिग्री की वृद्धि देखी गई। यह सूक्ष्म गैसों की सांद्रता में वृद्धि के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि से जुड़ा है।

मौसम वायुमंडलीय परिसंचरण की स्थितियों और क्षेत्र की भौगोलिक स्थिति से निर्धारित होता है; यह उष्णकटिबंधीय में सबसे स्थिर और मध्य और उच्च अक्षांशों में सबसे अधिक परिवर्तनशील होता है। वायुमंडलीय मोर्चों, चक्रवातों और वर्षा ले जाने वाले प्रतिचक्रवातों और बढ़ी हुई हवा के पारित होने के कारण बदलती वायुराशियों के क्षेत्रों में मौसम सबसे अधिक बदलता है। मौसम की भविष्यवाणी के लिए डेटा ज़मीन-आधारित मौसम स्टेशनों, जहाजों और विमानों और मौसम संबंधी उपग्रहों से एकत्र किया जाता है। मौसम विज्ञान भी देखें।

वायुमंडल में ऑप्टिकल, ध्वनिक और विद्युत घटनाएं. जब विद्युत चुम्बकीय विकिरण वायुमंडल में फैलता है, तो हवा और विभिन्न कणों (एरोसोल, बर्फ के क्रिस्टल, पानी की बूंदें) द्वारा प्रकाश के अपवर्तन, अवशोषण और बिखरने के परिणामस्वरूप, विभिन्न ऑप्टिकल घटनाएं उत्पन्न होती हैं: इंद्रधनुष, मुकुट, प्रभामंडल, मृगतृष्णा, आदि। प्रकाश का प्रकीर्णन स्वर्ग की तिजोरी की स्पष्ट ऊंचाई और आकाश के नीले रंग को निर्धारित करता है। वस्तुओं की दृश्यता सीमा वायुमंडल में प्रकाश प्रसार की स्थितियों से निर्धारित होती है (वायुमंडलीय दृश्यता देखें)। विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर वायुमंडल की पारदर्शिता संचार सीमा और उपकरणों के साथ वस्तुओं का पता लगाने की क्षमता निर्धारित करती है, जिसमें पृथ्वी की सतह से खगोलीय अवलोकन की संभावना भी शामिल है। समताप मंडल और मेसोस्फीयर की ऑप्टिकल असमानताओं के अध्ययन के लिए, गोधूलि घटना एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष यान से गोधूलि की तस्वीर लेने से एयरोसोल परतों का पता लगाना संभव हो जाता है। वायुमंडल में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रसार की विशेषताएं इसके मापदंडों की रिमोट सेंसिंग के तरीकों की सटीकता निर्धारित करती हैं। इन सभी प्रश्नों के साथ-साथ कई अन्य प्रश्नों का अध्ययन वायुमंडलीय प्रकाशिकी द्वारा किया जाता है। रेडियो तरंगों का अपवर्तन और प्रकीर्णन रेडियो रिसेप्शन की संभावनाओं को निर्धारित करता है (रेडियो तरंगों का प्रसार देखें)।

वायुमंडल में ध्वनि का प्रसार तापमान और हवा की गति के स्थानिक वितरण पर निर्भर करता है (वायुमंडलीय ध्वनिकी देखें)। यह दूरस्थ तरीकों से वायुमंडलीय संवेदन के लिए रुचिकर है। ऊपरी वायुमंडल में रॉकेटों द्वारा प्रक्षेपित आवेशों के विस्फोटों ने समताप मंडल और मेसोस्फीयर में पवन प्रणालियों और तापमान भिन्नता के बारे में समृद्ध जानकारी प्रदान की। एक स्थिर स्तरीकृत वातावरण में, जब तापमान एडियाबेटिक ग्रेडिएंट (9.8 K/किमी) की तुलना में धीमी ऊंचाई के साथ घटता है, तो तथाकथित आंतरिक तरंगें उत्पन्न होती हैं। ये तरंगें समताप मंडल में ऊपर की ओर और यहां तक कि मध्यमंडल में भी फैल सकती हैं, जहां वे क्षीण हो जाती हैं, जिससे हवाओं और अशांति में वृद्धि होती है।

पृथ्वी का ऋणात्मक आवेश और परिणामी विद्युत क्षेत्र, वायुमंडल, विद्युत आवेशित आयनमंडल और मैग्नेटोस्फीयर के साथ मिलकर एक वैश्विक विद्युत परिपथ बनाते हैं। बादलों का बनना और आंधी बिजली इसमें अहम भूमिका निभाती है। बिजली गिरने के खतरे के कारण इमारतों, संरचनाओं, बिजली लाइनों और संचार के लिए बिजली संरक्षण विधियों के विकास की आवश्यकता हो गई है। यह घटना विमानन के लिए एक विशेष खतरा पैदा करती है। बिजली के निर्वहन से वायुमंडलीय रेडियो हस्तक्षेप होता है, जिसे वायुमंडल कहा जाता है (व्हिस्लिंग वायुमंडल देखें)। विद्युत क्षेत्र की ताकत में तेज वृद्धि के दौरान, चमकदार डिस्चार्ज देखे जाते हैं जो पृथ्वी की सतह के ऊपर उभरी हुई वस्तुओं की युक्तियों और तेज कोनों, पहाड़ों में अलग-अलग चोटियों आदि पर दिखाई देते हैं (एल्मा लाइट्स)। विशिष्ट परिस्थितियों के आधार पर वायुमंडल में हमेशा प्रकाश और भारी आयनों की बहुत भिन्न मात्रा होती है, जो वायुमंडल की विद्युत चालकता को निर्धारित करते हैं। पृथ्वी की सतह के पास हवा के मुख्य आयनकारक पृथ्वी की पपड़ी और वायुमंडल में निहित रेडियोधर्मी पदार्थों के विकिरण के साथ-साथ ब्रह्मांडीय किरणें भी हैं। वायुमंडलीय बिजली भी देखें।

वातावरण पर मानव का प्रभाव।पिछली शताब्दियों में मानव आर्थिक गतिविधियों के कारण वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों की सांद्रता में वृद्धि हुई है। कार्बन डाइऑक्साइड का प्रतिशत दो सौ साल पहले 2.8-10 2 से बढ़कर 2005 में 3.8-10 2 हो गया, मीथेन सामग्री - लगभग 300-400 साल पहले 0.7-10 1 से बढ़कर 21वीं सदी की शुरुआत में 1.8-10 -4 हो गई। शतक; पिछली सदी में ग्रीनहाउस प्रभाव में लगभग 20% वृद्धि फ़्रीऑन से हुई, जो 20वीं सदी के मध्य तक वायुमंडल में व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित थे। इन पदार्थों को समतापमंडलीय ओजोन क्षरणकर्ता के रूप में मान्यता प्राप्त है, और उनका उत्पादन 1987 के मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल द्वारा निषिद्ध है। वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में वृद्धि कोयला, तेल, गैस और अन्य प्रकार के कार्बन ईंधन की लगातार बढ़ती मात्रा के जलने के साथ-साथ जंगलों की कटाई के कारण होती है, जिसके परिणामस्वरूप अवशोषण होता है। प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड कम हो जाती है। मीथेन की सांद्रता तेल और गैस उत्पादन में वृद्धि (इसके नुकसान के कारण) के साथ-साथ चावल की फसलों के विस्तार और मवेशियों की संख्या में वृद्धि के साथ बढ़ती है। यह सब जलवायु के गर्म होने में योगदान देता है।

मौसम को बदलने के लिए वायुमंडलीय प्रक्रियाओं को सक्रिय रूप से प्रभावित करने के तरीके विकसित किए गए हैं। इनका उपयोग गरज वाले बादलों में विशेष अभिकर्मकों को फैलाकर कृषि पौधों को ओलों से बचाने के लिए किया जाता है। हवाई अड्डों पर कोहरे को फैलाने, पौधों को ठंढ से बचाने, वांछित क्षेत्रों में वर्षा बढ़ाने के लिए बादलों को प्रभावित करने या सार्वजनिक कार्यक्रमों के दौरान बादलों को तितर-बितर करने के तरीके भी मौजूद हैं।

वातावरण का अध्ययन. वायुमंडल में भौतिक प्रक्रियाओं के बारे में जानकारी मुख्य रूप से मौसम संबंधी टिप्पणियों से प्राप्त होती है, जो सभी महाद्वीपों और कई द्वीपों पर स्थित स्थायी रूप से संचालित मौसम विज्ञान स्टेशनों और चौकियों के एक वैश्विक नेटवर्क द्वारा की जाती है। दैनिक अवलोकन हवा के तापमान और आर्द्रता, वायुमंडलीय दबाव और वर्षा, बादल, हवा आदि के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। सौर विकिरण और इसके परिवर्तनों का अवलोकन एक्टिनोमेट्रिक स्टेशनों पर किया जाता है। वायुमंडल के अध्ययन के लिए एयरोलॉजिकल स्टेशनों के नेटवर्क का बहुत महत्व है, जिन पर रेडियोसॉन्डेस का उपयोग करके 30-35 किमी की ऊंचाई तक मौसम संबंधी माप किए जाते हैं। कई स्टेशनों पर, वायुमंडलीय ओजोन, वायुमंडल में विद्युत घटना और हवा की रासायनिक संरचना का अवलोकन किया जाता है।

ग्राउंड स्टेशनों के डेटा को महासागरों पर टिप्पणियों द्वारा पूरक किया जाता है, जहां "मौसम जहाज" संचालित होते हैं, जो लगातार विश्व महासागर के कुछ क्षेत्रों में स्थित होते हैं, साथ ही अनुसंधान और अन्य जहाजों से प्राप्त मौसम संबंधी जानकारी भी होती है।

हाल के दशकों में, मौसम संबंधी उपग्रहों का उपयोग करके वायुमंडल के बारे में बढ़ती मात्रा में जानकारी प्राप्त की गई है, जो बादलों की तस्वीरें खींचने और सूर्य से पराबैंगनी, अवरक्त और माइक्रोवेव विकिरण के प्रवाह को मापने के लिए उपकरण ले जाते हैं। उपग्रह तापमान, बादल और इसकी जल आपूर्ति, वायुमंडल के विकिरण संतुलन के तत्वों, समुद्र की सतह के तापमान आदि के ऊर्ध्वाधर प्रोफाइल के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव बनाते हैं। नेविगेशन उपग्रहों की एक प्रणाली से रेडियो संकेतों के अपवर्तन के माप का उपयोग करके, यह घनत्व, दबाव और तापमान के साथ-साथ वातावरण में नमी की मात्रा के ऊर्ध्वाधर प्रोफाइल को निर्धारित करना संभव है। उपग्रहों की मदद से, पृथ्वी के सौर स्थिरांक और ग्रहीय अल्बेडो के मूल्य को स्पष्ट करना, पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली के विकिरण संतुलन के मानचित्र बनाना, छोटे वायुमंडलीय प्रदूषकों की सामग्री और परिवर्तनशीलता को मापना और समाधान करना संभव हो गया है। वायुमंडलीय भौतिकी और पर्यावरण निगरानी की कई अन्य समस्याएं।

लिट.: बुड्यको एम.आई. अतीत और भविष्य में जलवायु। एल., 1980; मतवेव एल. टी. सामान्य मौसम विज्ञान का पाठ्यक्रम। वायुमंडलीय भौतिकी. दूसरा संस्करण. एल., 1984; बुड्यको एम.आई., रोनोव ए.बी., यानशिन ए.एल. वातावरण का इतिहास। एल., 1985; ख्रगियन ए. ख. वायुमंडलीय भौतिकी। एम., 1986; वातावरण: निर्देशिका. एल., 1991; ख्रोमोव एस.पी., पेट्रोसिएंट्स एम.ए. मौसम विज्ञान और जलवायु विज्ञान। 5वां संस्करण. एम., 2001.

जी.एस. गोलित्सिन, एन.ए. जैतसेवा।

बायोस्फीयर की संरचना

बीओस्फिअ- पृथ्वी का भूवैज्ञानिक खोल, जीवित जीवों द्वारा बसा हुआ, उनके प्रभाव में और उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि के उत्पादों द्वारा कब्जा कर लिया गया; "जीवन की फिल्म"; पृथ्वी का वैश्विक पारिस्थितिकी तंत्र।

शब्द " बीओस्फिअ"जीव विज्ञान में जीन-बैप्टिस्ट लैमार्क (चित्र 4.18) द्वारा 19वीं शताब्दी की शुरुआत में पेश किया गया था, और भूविज्ञान में इसे 1875 में ऑस्ट्रियाई भूविज्ञानी एडुआर्ड सूस (चित्र 4.19) द्वारा प्रस्तावित किया गया था।

जीवमंडल का एक समग्र सिद्धांत रूसी बायोगेकेमिस्ट और दार्शनिक वी.आई. द्वारा बनाया गया था। वर्नाडस्की। पहली बार, उन्होंने न केवल वर्तमान समय में, बल्कि अतीत में भी उनकी गतिविधियों को ध्यान में रखते हुए, जीवित जीवों को ग्रह पृथ्वी पर मुख्य परिवर्तनकारी बल की भूमिका सौंपी।

जीवमंडल स्थलमंडल के ऊपरी भाग, वायुमंडल के निचले भाग के चौराहे पर स्थित है और संपूर्ण जलमंडल पर कब्जा करता है (चित्र 4.1)।

चित्र.4.1 जीवमंडल

जीवमंडल की सीमाएँ

वायुमंडल में ऊपरी सीमा: 15÷20 किमी. यह ओजोन परत द्वारा निर्धारित होता है, जो शॉर्ट-वेव यूवी विकिरण को रोकता है, जो जीवित जीवों के लिए हानिकारक है।
स्थलमंडल में निचली सीमा: 3.5÷7.5 किमी. यह पानी के भाप में बदलने के तापमान और प्रोटीन के विकृतीकरण के तापमान से निर्धारित होता है, लेकिन आम तौर पर जीवित जीवों का वितरण कई मीटर की गहराई तक सीमित होता है।
जलमंडल में निचली सीमा: 10÷11 कि.मी. यह विश्व महासागर के तल से निर्धारित होता है, जिसमें नीचे की तलछट भी शामिल है।

जीवमंडल निम्नलिखित प्रकार के पदार्थों से बना है:

सजीव पदार्थ- पृथ्वी पर रहने वाले जीवों के शरीर का पूरा समूह भौतिक और रासायनिक रूप से एकजुट है, भले ही उनकी व्यवस्थित संबद्धता कुछ भी हो। जीवित पदार्थ का द्रव्यमान अपेक्षाकृत छोटा है और अनुमानतः 2.4-3.6 · 10 12 टन (सूखा वजन) है और पृथ्वी के अन्य गोले के द्रव्यमान से 10 -6 कम है। लेकिन यह "हमारे ग्रह पर सबसे शक्तिशाली भू-रासायनिक शक्तियों में से एक है", क्योंकि जीवित पदार्थ न केवल जीवमंडल में निवास करता है, बल्कि पृथ्वी की उपस्थिति को बदल देता है। जीवमंडल के भीतर जीवित पदार्थ बहुत असमान रूप से वितरित हैं।
पुष्टिकर- जीवित पदार्थ द्वारा निर्मित और संसाधित एक पदार्थ। जैविक विकास के दौरान, जीवित जीव अपने अंगों, ऊतकों, कोशिकाओं और रक्त के माध्यम से पूरे वायुमंडल, दुनिया के महासागरों की पूरी मात्रा और खनिज पदार्थों के विशाल द्रव्यमान से हजारों बार गुजरे। जीवित पदार्थ की इस भूवैज्ञानिक भूमिका की कल्पना कोयला, तेल, कार्बोनेट चट्टानों आदि के भंडार से की जा सकती है।
जड़ पदार्थ- जिसके निर्माण में जीवन भाग नहीं लेता; ठोस, तरल और गैसीय।
जैव अक्रिय पदार्थ, जो जीवित जीवों और निष्क्रिय प्रक्रियाओं द्वारा एक साथ बनाया जाता है, जो दोनों की गतिशील संतुलन प्रणालियों का प्रतिनिधित्व करता है। ये मिट्टी, गाद, अपक्षय परत आदि हैं। जीव इनमें अग्रणी भूमिका निभाते हैं।
रेडियोधर्मी क्षय से गुजरने वाला पदार्थ.
बिखरे हुए परमाणु, ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में सभी प्रकार के स्थलीय पदार्थ से लगातार निर्मित।
ब्रह्मांडीय उत्पत्ति का पदार्थ.

पृथ्वी की संरचना

"ठोस" पृथ्वी की संरचना, संरचना और गुणों के बारे में ज्यादातर काल्पनिक जानकारी है, क्योंकि पृथ्वी की पपड़ी का केवल ऊपरी हिस्सा ही प्रत्यक्ष अवलोकन के लिए सुलभ है। उनमें से सबसे विश्वसनीय भूकंपीय विधियां हैं, जो पृथ्वी में लोचदार कंपन (भूकंपीय तरंगों) के प्रसार के पथ और गति के अध्ययन पर आधारित हैं। उनकी मदद से, "ठोस" पृथ्वी के विभाजन को अलग-अलग क्षेत्रों में स्थापित करना और पृथ्वी की आंतरिक संरचना का अंदाजा लगाना संभव हो सका। यह पता चला है कि दुनिया की गहरी संरचना का आम तौर पर स्वीकृत विचार एक धारणा है, क्योंकि यह प्रत्यक्ष तथ्यात्मक डेटा के आधार पर नहीं बनाया गया था। भूगोल की पाठ्यपुस्तकों में, पृथ्वी की पपड़ी, मेंटल और कोर को वास्तविक जीवन की वस्तुओं के रूप में रिपोर्ट किया गया है, उनकी संभावित काल्पनिकता पर कोई संदेह नहीं है। "पृथ्वी की पपड़ी" शब्द 19वीं शताब्दी के मध्य में सामने आया, जब गर्म गैस के गोले से पृथ्वी के निर्माण की परिकल्पना, जिसे वर्तमान में कांट-लाप्लास परिकल्पना कहा जाता है, को प्राकृतिक विज्ञान में मान्यता मिली। पृथ्वी की पपड़ी की मोटाई 10 मील (16 किमी) मानी गई थी। नीचे हमारे ग्रह के निर्माण से संरक्षित मौलिक पिघला हुआ पदार्थ है।

1909 में बाल्कन प्रायद्वीप पर, ज़ाग्रेब शहर के पास, एक तेज़ भूकंप आया। क्रोएशियाई भूभौतिकीविद् एंड्रीजा मोहोरोविक ने इस घटना के समय रिकॉर्ड किए गए भूकंप का अध्ययन करते हुए देखा कि लगभग 30 किमी की गहराई पर लहर की गति काफी बढ़ जाती है। इस अवलोकन की पुष्टि अन्य भूकंपविज्ञानियों द्वारा की गई थी। इसका मतलब यह है कि पृथ्वी की पपड़ी को नीचे से सीमित करने वाला एक निश्चित खंड है। इसे निर्दिष्ट करने के लिए, एक विशेष शब्द पेश किया गया था - मोहोरोविकिक सतह (या मोहो खंड) (चित्र 4.2)।

चित्र 4.2 मेंटल, एस्थेनोस्फीयर, मोहोरोविक सतह

पृथ्वी एक कठोर बाहरी आवरण या स्थलमंडल में घिरी हुई है, जिसमें एक परत और मेंटल की एक कठोर ऊपरी परत शामिल है। स्थलमंडल विशाल खंडों या प्लेटों में विभाजित है। शक्तिशाली भूमिगत बलों के दबाव में, ये प्लेटें लगातार घूम रही हैं (चित्र 4.3)। कुछ स्थानों पर, उनके आंदोलन से पर्वत श्रृंखलाओं का उदय होता है, अन्य स्थानों पर प्लेटों के किनारे गहरे अवसादों में खिंच जाते हैं। इस घटना को अंडरथ्रस्ट या सबडक्शन कहा जाता है। जैसे-जैसे प्लेटें बदलती हैं, वे या तो जुड़ती हैं या विभाजित होती हैं, और उनके जंक्शन के क्षेत्र को सीमाएँ कहा जाता है। यह पृथ्वी की पपड़ी के इन सबसे कमजोर बिंदुओं में है जहां ज्वालामुखी सबसे अधिक बार उत्पन्न होते हैं।

चित्र 4.3 पृथ्वी प्लेटें

30-50 से 2900 किमी की गहराई पर भूपर्पटी के नीचे पृथ्वी का आवरण है। इसमें मुख्य रूप से मैग्नीशियम और लौह से भरपूर चट्टानें शामिल हैं। मेंटल ग्रह के आयतन का 82% भाग घेरता है और इसे ऊपरी और निचले भागों में विभाजित किया गया है। पहला मोहो सतह के नीचे 670 किमी की गहराई तक स्थित है। मेंटल के ऊपरी हिस्से में दबाव में तेजी से गिरावट और उच्च तापमान के कारण इसका पदार्थ पिघल जाता है। महाद्वीपों के नीचे 400 किमी की गहराई पर और महासागरों के नीचे 10-150 किमी की गहराई पर, यानी। ऊपरी मेंटल में, एक परत की खोज की गई जहां भूकंपीय तरंगें अपेक्षाकृत धीमी गति से चलती हैं। इस परत को एस्थेनोस्फीयर (ग्रीक "एस्थेनेस" से - कमजोर) कहा जाता था। यहां पिघलने का अनुपात 1-3% है, जो बाकी मेंटल की तुलना में अधिक प्लास्टिक है। एस्थेनोस्फीयर एक "स्नेहक" के रूप में कार्य करता है जिसके साथ कठोर लिथोस्फेरिक प्लेटें चलती हैं। पृथ्वी की पपड़ी बनाने वाली चट्टानों की तुलना में, मेंटल की चट्टानें अपने उच्च घनत्व से प्रतिष्ठित होती हैं और उनमें भूकंपीय तरंगों के प्रसार की गति काफ़ी अधिक होती है। निचले मेंटल के बहुत "तहखाने" में - 1000 किमी की गहराई पर और कोर की सतह तक - घनत्व धीरे-धीरे बढ़ता है। निचले आवरण में क्या शामिल है यह एक रहस्य बना हुआ है।

चित्र.4.4 पृथ्वी की प्रस्तावित संरचना

यह माना जाता है कि कोर की सतह में तरल के गुणों वाला एक पदार्थ होता है। मुख्य सीमा 2900 किमी की गहराई पर स्थित है। लेकिन आंतरिक क्षेत्र, 5100 किमी की गहराई से शुरू होकर, एक ठोस पिंड की तरह व्यवहार करना चाहिए। यह अत्यंत उच्च रक्तचाप के कारण होना चाहिए। यहां तक कि कोर की ऊपरी सीमा पर भी, सैद्धांतिक रूप से गणना की गई दबाव लगभग 1.3 मिलियन एटीएम है। और केंद्र में यह 3 मिलियन एटीएम तक पहुंचता है। यहां का तापमान 10,000 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है। हालाँकि, ये धारणाएँ कितनी मान्य हैं, इसका केवल अनुमान ही लगाया जा सकता है (चित्र 4.4)। ग्रेनाइट परत और उसके नीचे बेसाल्ट परत से महाद्वीपीय प्रकार की पृथ्वी की परत की संरचना की ड्रिलिंग द्वारा किए गए पहले परीक्षण ने अलग-अलग परिणाम दिए। हम कोला सुपरडीप कुएं की ड्रिलिंग के परिणामों के बारे में बात कर रहे हैं (चित्र 4.5)। इसकी स्थापना कोला प्रायद्वीप के उत्तर में 7 किमी की गहराई पर अनुमानित अनुमानित बेसाल्ट परत को उजागर करने के लिए विशुद्ध रूप से वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए की गई थी। वहां की चट्टानों में अनुदैर्ध्य भूकंपीय तरंगों का वेग 7.0-7.5 किमी/सेकेंड है। इन आंकड़ों के अनुसार, बेसाल्ट परत की पहचान हर जगह की जाती है। यह स्थान इसलिए चुना गया क्योंकि, भूभौतिकीय आंकड़ों के अनुसार, यूएसएसआर के भीतर बेसाल्ट परत यहां स्थलमंडल की सतह के सबसे करीब स्थित है। ऊपर 6.0-6.5 किमी/सेकेंड के अनुदैर्ध्य तरंग वेग वाली चट्टानें हैं - एक ग्रेनाइट परत।

चित्र: 4.5 कोला सुपरडीप कुआँ

कोला सुपरदीप कुएं द्वारा खोला गया वास्तविक खंड पूरी तरह से अलग निकला। 6842 मीटर की गहराई तक, डोलराइट्स (क्रिप्टोक्रिस्टलाइन बेसाल्ट) के शरीर के साथ बेसाल्टिक संरचना के बलुआ पत्थर और टफ आम हैं, और नीचे - गनीस, ग्रेनाइट-गनीस, और कम सामान्यतः - एम्फ़िबोलाइट्स। कोला सुपरडीप कुएं की ड्रिलिंग के परिणामों में सबसे महत्वपूर्ण बात, पृथ्वी पर 12 किमी से अधिक गहराई तक ड्रिल किया गया एकमात्र, यह है कि उन्होंने न केवल स्थलमंडल के ऊपरी हिस्से की संरचना के आम तौर पर स्वीकृत विचार का खंडन किया, लेकिन उन्हें प्राप्त करने से पहले इन गहराई वाले ग्लोब की भौतिक संरचना के बारे में बात करना आम तौर पर असंभव था। हालाँकि, भूगोल और भूविज्ञान पर न तो स्कूल और न ही विश्वविद्यालय की पाठ्यपुस्तकें कोला सुपरडीप कुएं की ड्रिलिंग के परिणामों की रिपोर्ट करती हैं, और लिथोस्फीयर खंड की प्रस्तुति कोर, मेंटल और क्रस्ट के बारे में कही गई बातों से शुरू होती है, जो महाद्वीपों पर ग्रेनाइट से बना है। परत, और नीचे - एक बेसाल्ट परत।

पृथ्वी का वातावरण

वायुमंडलपृथ्वी - पृथ्वी का वायु आवरण, जिसमें मुख्य रूप से गैसें और विभिन्न अशुद्धियाँ (धूल, पानी की बूंदें, बर्फ के क्रिस्टल, समुद्री नमक, दहन उत्पाद) शामिल हैं, जिनकी मात्रा स्थिर नहीं है। 500 किमी की ऊँचाई तक के वायुमंडल में क्षोभमंडल, समतापमंडल, मध्यमंडल, आयनमंडल (तापमंडल), बहिर्मंडल (चित्र 4.6) शामिल हैं।

चित्र 4.6 500 किमी की ऊँचाई तक वायुमंडल की संरचना

क्षोभ मंडल- वायुमंडल की निचली, सबसे अधिक अध्ययन की गई परत, ध्रुवीय क्षेत्रों में 8-10 किमी ऊंची, समशीतोष्ण अक्षांशों में 10-12 किमी तक और भूमध्य रेखा पर 16-18 किमी तक। क्षोभमंडल में वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का लगभग 80-90% और लगभग सभी जल वाष्प होते हैं। प्रत्येक 100 मीटर बढ़ने पर क्षोभमंडल में तापमान औसतन 0.65° कम हो जाता है और ऊपरी भाग में 220 K (-53°C) तक पहुँच जाता है। क्षोभमंडल की इस ऊपरी परत को ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है।

स्ट्रैटोस्फियर- 11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित वायुमंडल की एक परत। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी परत में तापमान में -56.5 से 0.8 डिग्री सेल्सियस (समताप मंडल या व्युत्क्रम क्षेत्र की ऊपरी परत) में वृद्धि की विशेषता है। . लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर लगभग 273 K (लगभग 0°C) के मान तक पहुंचने के बाद, तापमान लगभग 55 किमी की ऊंचाई तक स्थिर रहता है। स्थिर तापमान के इस क्षेत्र को स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है और यह समताप मंडल और मेसोस्फीयर के बीच की सीमा है। यह समताप मंडल में है कि ओजोन परत ("ओजोन परत") स्थित है (15-20 से 55-60 किमी की ऊंचाई पर), जो जीवमंडल में जीवन की ऊपरी सीमा निर्धारित करती है। समताप मंडल और मेसोस्फीयर का एक महत्वपूर्ण घटक O3 है, जो ~ 30 किमी की ऊंचाई पर सबसे तीव्र फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनता है। O3 का कुल द्रव्यमान सामान्य दबाव पर 1.7-4.0 मिमी मोटी परत के बराबर होगा, लेकिन यह सूर्य से जीवन-विनाशकारी यूवी विकिरण को अवशोषित करने के लिए पर्याप्त है। O3 का विनाश तब होता है जब यह मुक्त कणों, NO, और हैलोजन युक्त यौगिकों ("फ़्रीऑन" सहित) के साथ परस्पर क्रिया करता है। समताप मंडल में, पराबैंगनी विकिरण (180-200 एनएम) का अधिकांश लघु-तरंग भाग बरकरार रहता है और लघु तरंगों की ऊर्जा परिवर्तित हो जाती है। इन किरणों के प्रभाव में, चुंबकीय क्षेत्र बदलते हैं, अणु विघटित होते हैं, आयनीकरण होता है और गैसों और अन्य रासायनिक यौगिकों का नया निर्माण होता है। इन प्रक्रियाओं को उत्तरी रोशनी, बिजली और अन्य चमक के रूप में देखा जा सकता है। समताप मंडल और उच्च परतों में, सौर विकिरण के प्रभाव में, गैस के अणु परमाणुओं में विभाजित हो जाते हैं (80 किमी से ऊपर CO 2 और H 2 अलग हो जाते हैं, 150 किमी से ऊपर - O 2, 300 किमी से ऊपर - H 2)। 100-400 किमी की ऊंचाई पर, आयनमंडल में गैसों का आयनीकरण भी होता है; 320 किमी की ऊंचाई पर, आवेशित कणों (O + 2, O - 2, N + 2) की सांद्रता ~ 1/300 होती है तटस्थ कणों की सांद्रता. वायुमंडल की ऊपरी परतों में मुक्त कण होते हैं - OH, HO 2, आदि। समताप मंडल में लगभग कोई जल वाष्प नहीं होता है।

मीसोस्फीयर 50 किमी की ऊंचाई से शुरू होता है और 80-90 किमी तक फैला होता है। 75-85 किमी की ऊंचाई पर हवा का तापमान -88°C तक गिर जाता है। मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा मेसोपॉज़ है।

बाह्य वायुमंडल(दूसरा नाम आयनमंडल है) - मेसोस्फीयर के बाद वायुमंडल की परत - 80-90 किमी की ऊंचाई पर शुरू होती है और 800 किमी तक फैली होती है। थर्मोस्फीयर में हवा का तापमान तेजी से और लगातार बढ़ता है और कई सौ और यहां तक कि हजारों डिग्री तक पहुंच जाता है।

बहिर्मंडल- फैलाव क्षेत्र, थर्मोस्फीयर का बाहरी भाग, 800 किमी से ऊपर स्थित है। बाह्यमंडल में गैस बहुत दुर्लभ है, और यहाँ से इसके कण अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में रिसते हैं

पानी (एच 2 ओ) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) को छोड़कर, जमीनी परत में वायुमंडल बनाने वाली गैसों की सांद्रता लगभग स्थिर है। ऊँचाई के आधार पर वायुमंडल की रासायनिक संरचना में परिवर्तन चित्र 4.7 में दिखाया गया है।

35 किमी की ऊँचाई तक वायुमंडलीय परत के दबाव और तापमान में परिवर्तन को चित्र 4.8 में दिखाया गया है।

चित्र 4.7 प्रति 1 सेमी3 ऊंचाई पर गैस परमाणुओं की संख्या में वायुमंडल की रासायनिक संरचना में परिवर्तन।

वायुमंडल की सतह परत की संरचना तालिका 4.1 में दी गई है:

तालिका 4.1

तालिका में दर्शाई गई गैसों के अलावा, वायुमंडल में SO 2, CH 4, NH 3, CO, हाइड्रोकार्बन, HCl, HF, Hg वाष्प, I 2, साथ ही NO और कई अन्य गैसें कम मात्रा में हैं।

चित्र 4.8 35 किमी की ऊँचाई तक वायुमंडलीय परत के दबाव और तापमान में परिवर्तन

पृथ्वी का प्राथमिक वातावरण अन्य ग्रहों के वातावरण के समान था। इस प्रकार, बृहस्पति का 89% वायुमंडल हाइड्रोजन है। अन्य लगभग 10% हीलियम है, प्रतिशत के शेष अंश पर मीथेन, अमोनिया और ईथेन का कब्जा है। वहाँ "बर्फ" भी है - पानी और अमोनिया बर्फ दोनों।

शनि के वायुमंडल में भी मुख्य रूप से हीलियम और हाइड्रोजन शामिल हैं (चित्र 4.9)

चित्र 4.9 शनि का वायुमंडल

पृथ्वी के वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

1. प्रारंभ में, इसमें अंतरग्रहीय अंतरिक्ष से ली गई हल्की गैसें (हाइड्रोजन और हीलियम) शामिल थीं। यह तथाकथित है प्राथमिक वातावरण.

2. सक्रिय ज्वालामुखी गतिविधि के कारण वातावरण हाइड्रोजन (हाइड्रोकार्बन, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों से संतृप्त हो गया है। इस तरह इसका निर्माण हुआ द्वितीयक वातावरण.

3. अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में हाइड्रोजन का निरंतर रिसाव, पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में वायुमंडल में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएं, बिजली के निर्वहन और कुछ अन्य कारकों के कारण गठन हुआ तृतीयक वातावरण.

4. प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप पृथ्वी पर जीवित जीवों की उपस्थिति के साथ, ऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ, वायुमंडल की संरचना बदलने लगी और धीरे-धीरे आधुनिक का निर्माण हुआ चारों भागों कावायुमंडल (चित्र 4.10)। हालाँकि, डेटा (वायुमंडलीय ऑक्सीजन की समस्थानिक संरचना और प्रकाश संश्लेषण के दौरान जारी ऑक्सीजन का विश्लेषण) है जो वायुमंडलीय ऑक्सीजन की भूवैज्ञानिक उत्पत्ति को इंगित करता है। पानी से ऑक्सीजन का निर्माण विकिरण और फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं द्वारा सुगम होता है। हालाँकि, उनका योगदान नगण्य है। विभिन्न युगों के दौरान, वायुमंडल की संरचना और ऑक्सीजन सामग्री में बहुत महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए हैं। यह वैश्विक विलुप्तियों, हिमनदी और अन्य वैश्विक प्रक्रियाओं से संबंधित है। इसके संतुलन की स्थापना स्पष्टतः भूमि और समुद्र में विषमपोषी जीवों की उपस्थिति और ज्वालामुखी गतिविधि का परिणाम थी।

चित्र 4.10 विभिन्न अवधियों में पृथ्वी का वायुमंडल

व्यापक ग़लतफ़हमी के विपरीत, वायुमंडल में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन की सामग्री व्यावहारिक रूप से वनों से स्वतंत्र है। मौलिक रूप से, एक जंगल वायुमंडल में CO2 सामग्री को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं कर सकता क्योंकि यह कार्बन जमा नहीं करता है। गिरी हुई पत्तियों और पेड़ों के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप अधिकांश कार्बन वायुमंडल में वापस आ जाता है। एक स्वस्थ जंगल वातावरण के साथ संतुलन रखता है और उतना ही वापस देता है जितना वह "सांस लेने" की प्रक्रिया में लेता है। इसके अलावा, उष्णकटिबंधीय वन अधिक बार ऑक्सीजन अवशोषित करते हैं, जबकि टैगा "थोड़ा" ऑक्सीजन छोड़ता है। 1990 के दशक में, एक बंद पारिस्थितिक तंत्र ("बायोस्फीयर 2") बनाने के लिए प्रयोग किए गए, जिसके दौरान एक समान वायु संरचना के साथ एक स्थिर प्रणाली बनाना संभव नहीं था। सूक्ष्मजीवों के प्रभाव से ऑक्सीजन के स्तर में 15% तक की कमी आई और कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में वृद्धि हुई।

पिछले 100 वर्षों में, वायुमंडल में CO2 की मात्रा 10% बढ़ गई है, जिसमें से अधिकांश (360 बिलियन टन) ईंधन के दहन से आ रही है (चित्र 4.11)। यदि ईंधन दहन की वृद्धि दर जारी रहती है, तो

चित्र 4.11 हाल के वर्षों में कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता और औसत तापमान में वृद्धि में प्रगति।

अगले 50-60 वर्षों में, वायुमंडल में CO2 की मात्रा दोगुनी हो जाएगी और इससे वैश्विक जलवायु परिवर्तन हो सकता है।

ग्रीनहाउस प्रभाव का सिद्धांत चित्र 4.12 में दर्शाया गया है।

चावल। 4.12 ग्रीनहाउस प्रभाव के सिद्धांत

ओजोन परत समताप मंडल में 15 से 35 किमी की ऊंचाई पर स्थित है (चित्र 4.13):

चित्र 4.13 ओजोन परत की संरचना

हाल के वर्षों में, समताप मंडल में ओजोन की सांद्रता में तेजी से गिरावट आई है, जिससे पृथ्वी पर, विशेष रूप से अंटार्कटिक क्षेत्र में, यूवी पृष्ठभूमि में वृद्धि हुई है (चित्र 4.14)।

चित्र 4.14 अंटार्कटिका के ऊपर ओजोन परत में परिवर्तन

हीड्रास्फीयर

हीड्रास्फीयर(ग्रीक हाइडोर- पानी + सपेरा- गोला) - पृथ्वी के सभी जल भंडारों की समग्रता, ग्लोब का आंतरायिक जल खोल, सतह पर और पृथ्वी की पपड़ी की मोटाई में स्थित है और महासागरों, समुद्रों और भूमि के जल निकायों की समग्रता का प्रतिनिधित्व करता है।

पृथ्वी की सतह का 3/4 भाग महासागरों, समुद्रों, जलाशयों और ग्लेशियरों द्वारा व्याप्त है। समुद्र में पानी की मात्रा स्थिर नहीं है और विभिन्न कारकों के कारण समय के साथ बदलती रहती है। पृथ्वी के अस्तित्व की विभिन्न अवधियों में स्तर में उतार-चढ़ाव 150 मीटर तक होता है। भूजल संपूर्ण जलमंडल को जोड़ने वाली कड़ी है। केवल 5 किमी तक की गहराई पर होने वाले भूजल को ही ध्यान में रखा जाता है। वे भूवैज्ञानिक जल चक्र को बंद कर देते हैं। उनकी संख्या 10-5 हजार घन किमी या संपूर्ण जलमंडल का लगभग 7% अनुमानित है।

बर्फ और बर्फ की मात्रा जलमंडल के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है। ग्लेशियरों में पानी का द्रव्यमान 2.6x10 7 बिलियन टन है।

जीवमंडल में मिट्टी का पानी बहुत बड़ी भूमिका निभाता है, क्योंकि... पानी के कारण ही मिट्टी में जैव रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं जो मिट्टी की उर्वरता सुनिश्चित करती हैं। मिट्टी के पानी का द्रव्यमान 8x10 3 बिलियन टन अनुमानित है।

जीवमंडल में नदियों में पानी की मात्रा सबसे कम होती है। नदियों में जल भंडार 1-2x10 3 बिलियन टन अनुमानित है। नदी का पानी आमतौर पर ताजा होता है, उनका खनिजकरण अस्थिर होता है और मौसम के साथ बदलता रहता है। नदियाँ टेक्टोनिक रूप से निर्मित राहत अवसादों के साथ बहती हैं।

वायुमंडलीय जल जलमंडल और वायुमंडल को जोड़ता है। वायुमंडलीय नमी हमेशा ताज़ा रहती है। वायुमंडलीय जल का द्रव्यमान 14x10 3 बिलियन टन है। जीवमंडल के लिए इसका महत्व बहुत महान है। जलमंडल और वायुमंडल के बीच जल परिसंचरण का औसत समय 9-10 दिन है।

पानी का एक महत्वपूर्ण हिस्सा जीवमंडल में जीवित जीवों में एक बंधी हुई अवस्था में है - 1.1x10 3 बिलियन टन। जलीय वातावरण में, पौधे अपनी सतह से पानी को लगातार फ़िल्टर करते रहते हैं। भूमि पर, पौधे अपनी जड़ों से मिट्टी से पानी खींचते हैं और अपने जमीन के ऊपर के हिस्सों से इसे वाष्पित करते हैं। 1 ग्राम बायोमास को संश्लेषित करने के लिए, पौधों को लगभग 100 ग्राम पानी को वाष्पित करना होगा (प्लैंकटन लगभग 1 वर्ष में पूरे महासागर के पानी को अपने माध्यम से फ़िल्टर करता है)।

जलमंडल में खारे और ताजे पानी का अनुपात चित्र में दिखाया गया है। 4.15

चित्र: 4.15 जलमंडल में नमक और ताजे पानी का अनुपात

अधिकांश पानी समुद्र में केंद्रित है, महाद्वीपीय नदी नेटवर्क और भूजल में तो बहुत कम है। वायुमंडल में बादलों और जलवाष्प के रूप में पानी के बड़े भंडार भी हैं। जलमंडल का 96% से अधिक आयतन समुद्रों और महासागरों से बना है, लगभग 2% भूजल है, लगभग 2% बर्फ और बर्फ है, और लगभग 0.02% भूमि की सतह का पानी है। पानी का कुछ हिस्सा ग्लेशियरों, बर्फ के आवरण और पर्माफ्रॉस्ट के रूप में ठोस अवस्था में है, जो क्रायोस्फीयर का प्रतिनिधित्व करता है। सतही जल, जलमंडल के कुल द्रव्यमान का अपेक्षाकृत छोटा हिस्सा रखता है, फिर भी जल आपूर्ति, सिंचाई और जल आपूर्ति का मुख्य स्रोत होने के कारण हमारे ग्रह के जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जलमंडल का जल वायुमंडल, पृथ्वी की पपड़ी और जीवमंडल के साथ निरंतर संपर्क में रहता है। इन जलों की परस्पर क्रिया और एक प्रकार के जल से दूसरे प्रकार के जल में पारस्परिक संक्रमण विश्व पर एक जटिल जल चक्र का निर्माण करता है। पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति सबसे पहले जलमंडल में हुई। पैलियोज़ोइक युग की शुरुआत में ही जानवरों और पौधों के जीवों का भूमि पर क्रमिक प्रवास शुरू हुआ।

जलमंडल के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक गर्मी भंडारण है, जिससे जीवमंडल में वैश्विक जल चक्र होता है। सूर्य द्वारा सतही जल के गर्म होने से पूरे ग्रह में ऊष्मा का पुनर्वितरण होता है (चित्र 4.16)।

चित्र: 4.16 सतही महासागरीय जल का तापमान

जलमंडल में जीवन अत्यंत असमान रूप से वितरित है। जलमंडल के एक महत्वपूर्ण हिस्से में जीवों की आबादी कमज़ोर है। यह विशेष रूप से समुद्र की गहराई में सच है, जहां कम रोशनी होती है और अपेक्षाकृत कम तापमान होता है।

मुख्य सतह धाराएँ:

प्रशांत महासागर के उत्तरी भाग में: गर्म - कुरोशियो, उत्तरी प्रशांत और अलास्का; ठंडा - कैलिफ़ोर्नियाई और कुरील। दक्षिणी भाग में: गर्म - दक्षिण व्यापारिक हवा और पूर्वी ऑस्ट्रेलियाई; ठंडी - पश्चिमी हवाएँ और पेरूवियन (चित्र 4.17)। उत्तरी अटलांटिक महासागर की धाराएँ आर्कटिक महासागर की धाराओं के साथ घनिष्ठ रूप से समन्वित हैं। मध्य अटलांटिक में, पानी गर्म होता है और गल्फ स्ट्रीम द्वारा उत्तर की ओर ले जाया जाता है, जहाँ पानी ठंडा होता है और आर्कटिक महासागर की गहराई में डूब जाता है।

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पृथ्वी के वायुमंडल का निर्माण प्राचीन काल में शुरू हुआ - पृथ्वी के विकास के प्रोटोप्लेनेटरी चरण के दौरान, भारी मात्रा में गैसों की रिहाई के साथ सक्रिय ज्वालामुखी विस्फोट की अवधि के दौरान। बाद में, जब महासागर और जीवमंडल पृथ्वी पर दिखाई दिए, तो पानी, पौधों, जानवरों और उनके अपघटन उत्पादों के बीच गैस विनिमय के कारण वायुमंडल का निर्माण जारी रहा।

पूरे भूवैज्ञानिक इतिहास में, पृथ्वी के वायुमंडल में कई गहन परिवर्तन हुए हैं।

पृथ्वी का प्राथमिक वायुमंडल. पुनर्स्थापनात्मक।

भाग पृथ्वी का प्राथमिक वायुमंडलपृथ्वी के विकास के प्रोटोप्लेनेटरी चरण में (4.2 अरब वर्ष से अधिक पहले) इसमें मुख्य रूप से मीथेन, अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड शामिल थे। फिर, पृथ्वी के आवरण के क्षरण और पृथ्वी की सतह पर निरंतर अपक्षय प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल की संरचना जल वाष्प, कार्बन (सीओ 2, सीओ) और सल्फर यौगिकों के साथ-साथ मजबूत हैलोजन एसिड से समृद्ध हुई। (एचसीआई, एचएफ, एचआई) और बोरिक एसिड। प्राथमिक वातावरण बहुत पतला था.

पृथ्वी का द्वितीयक वायुमंडल. ऑक्सीडेटिव।

इसके बाद, प्राथमिक वातावरण द्वितीयक वातावरण में परिवर्तित होने लगा। यह पृथ्वी की सतह पर होने वाली समान अपक्षय प्रक्रियाओं, ज्वालामुखीय और सौर गतिविधि के साथ-साथ साइनोबैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल की गतिविधि के परिणामस्वरूप हुआ।

परिवर्तन का परिणाम मीथेन का हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड में और अमोनिया का नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में अपघटन था। पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन जमा होने लगे।

नीले-हरे शैवाल ने प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से ऑक्सीजन का उत्पादन करना शुरू कर दिया, जो लगभग सभी अन्य गैसों और चट्टानों के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था। परिणामस्वरूप, अमोनिया को आणविक नाइट्रोजन, मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड को कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर और हाइड्रोजन सल्फाइड को एसओ 2 और एसओ 3 में ऑक्सीकरण किया गया।

इस प्रकार, वातावरण धीरे-धीरे अपचायक से ऑक्सीकरण की ओर परिवर्तित हो गया।

प्राथमिक और द्वितीयक वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण और विकास।

पृथ्वी के वायुमंडल के निर्माण के प्रारंभिक चरण में कार्बन डाइऑक्साइड के स्रोत:

मीथेन ऑक्सीकरण,
पृथ्वी के आवरण का क्षरण,
चट्टानों का अपक्षय.

प्रोटेरोज़ोइक और पैलियोज़ोइक (लगभग 600 मिलियन वर्ष पहले) के मोड़ पर, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा कम हो गई और वायुमंडल में गैसों की कुल मात्रा का केवल दसवां हिस्सा रह गई।

कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल में अपने वर्तमान स्तर पर केवल 10-20 मिलियन वर्ष पहले ही पहुँची थी।

पृथ्वी के प्राथमिक और द्वितीयक वायुमंडल में ऑक्सीजन का निर्माण और विकास।

ऑक्सीजन स्रोत वायुमंडलीय निर्माण के प्रारंभिक चरण में भूमि:

पृथ्वी के आवरण का क्षरण - लगभग सभी ऑक्सीजन ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं पर खर्च किया गया था।
पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में वायुमंडल में पानी का फोटोडिसोसिएशन (हाइड्रोजन और ऑक्सीजन अणुओं में अपघटन) - परिणामस्वरूप, वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन अणु दिखाई दिए।
यूकेरियोट्स द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड का ऑक्सीजन में रूपांतरण। वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन की उपस्थिति के कारण प्रोकैरियोट्स (कम करने वाली परिस्थितियों में रहने के लिए अनुकूलित) की मृत्यु हो गई और यूकेरियोट्स (ऑक्सीकरण वाले वातावरण में रहने के लिए अनुकूलित) का उद्भव हुआ।

पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन सांद्रता में परिवर्तन।

आर्कियन - प्रोटेरोज़ोइक का पहला भाग – ऑक्सीजन सांद्रता आधुनिक स्तर (यूरी पॉइंट) का 0.01% है। परिणामी ऑक्सीजन का लगभग सारा हिस्सा लोहे और सल्फर के ऑक्सीकरण पर खर्च हो गया। यह तब तक जारी रहा जब तक कि पृथ्वी की सतह पर मौजूद सभी द्विसंयोजक लोहे का ऑक्सीकरण नहीं हो गया। उसी क्षण से, वायुमंडल में ऑक्सीजन जमा होने लगी।

प्रोटेरोज़ोइक का दूसरा भाग - प्रारंभिक वेंडियन का अंत - वायुमंडल में ऑक्सीजन सांद्रता वर्तमान स्तर (पाश्चर बिंदु) का 0.1% है।

स्वर्गीय वेंडियन - सिलुरियन काल। मुक्त ऑक्सीजन ने जीवन के विकास को प्रेरित किया - अवायवीय किण्वन प्रक्रिया को ऊर्जावान रूप से अधिक आशाजनक और प्रगतिशील ऑक्सीजन चयापचय द्वारा प्रतिस्थापित किया गया। इस बिंदु से, वायुमंडल में ऑक्सीजन का संचय काफी तेजी से हुआ। समुद्र से ज़मीन पर पौधों के उद्भव (450 मिलियन वर्ष पहले) से वातावरण में ऑक्सीजन का स्तर स्थिर हो गया।

मध्य क्रेटेशियस . वायुमंडल में ऑक्सीजन सांद्रता का अंतिम स्थिरीकरण फूलों वाले पौधों की उपस्थिति (100 मिलियन वर्ष पहले) से जुड़ा है।

पृथ्वी के प्राथमिक और द्वितीयक वायुमंडल में नाइट्रोजन का निर्माण और विकास।

पृथ्वी के विकास के प्रारंभिक चरण में अमोनिया के अपघटन से नाइट्रोजन का निर्माण हुआ। वायुमंडलीय नाइट्रोजन का स्थिरीकरण और समुद्री तलछट में इसका दफन जीवों की उपस्थिति के साथ शुरू हुआ। जीवित जीवों के भूमि पर पहुंचने के बाद, नाइट्रोजन महाद्वीपीय तलछट में दबने लगी। भूमि पौधों के आगमन के साथ नाइट्रोजन स्थिरीकरण की प्रक्रिया विशेष रूप से तेज हो गई।

इस प्रकार, पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना ने जीवों की जीवन गतिविधि की विशेषताओं को निर्धारित किया, पृथ्वी की सतह पर उनके विकास, विकास और निपटान में योगदान दिया। लेकिन पृथ्वी के इतिहास में कभी-कभी गैस संरचना के वितरण में व्यवधान आया है। इसका कारण क्रिप्टोज़ोइक और फ़ैनरोज़ोइक के दौरान एक से अधिक बार हुई विभिन्न आपदाएँ थीं। इन विफलताओं के कारण जैविक दुनिया बड़े पैमाने पर विलुप्त हो गई।

पृथ्वी के प्राचीन और आधुनिक वातावरण की संरचना प्रतिशत के आधार पर तालिका 1 में दी गई है।

तालिका 1. पृथ्वी के प्राथमिक और आधुनिक वातावरण की संरचना।

गैसों	पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना
गैसों	प्राथमिक वातावरण, %	आधुनिक वातावरण, %
नाइट्रोजन एन 2
ऑक्सीजन ओ 2
ओजोन O3
कार्बन डाइऑक्साइड CO2
कार्बन मोनोऑक्साइड CO
जल वाष्प
आर्गन अर

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वायुमंडल पृथ्वी का गैसीय आवरण है; वायुमंडल के कारण ही हमारे ग्रह पर जीवन की उत्पत्ति और आगे का विकास संभव हुआ। पृथ्वी के लिए वायुमंडल का महत्व बहुत बड़ा है - वायुमंडल गायब हो जाएगा, ग्रह गायब हो जाएगा। लेकिन हाल ही में, टेलीविजन स्क्रीन और रेडियो स्पीकर से, हम वायु प्रदूषण की समस्या, ओजोन परत के विनाश की समस्या और मनुष्यों सहित जीवित जीवों पर सौर विकिरण के हानिकारक प्रभावों के बारे में अधिक से अधिक सुन रहे हैं। यहां-वहां पर्यावरणीय आपदाएं घटित होती हैं जिनका पृथ्वी के वायुमंडल पर अलग-अलग स्तर का नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, जिसका सीधा असर इसकी गैस संरचना पर पड़ता है। दुर्भाग्य से, हमें यह स्वीकार करना होगा कि मानव औद्योगिक गतिविधि के प्रत्येक वर्ष के साथ वातावरण जीवित जीवों के सामान्य कामकाज के लिए कम और उपयुक्त होता जाता है।

वातावरण का स्वरूप

वायुमंडल की आयु आमतौर पर ग्रह पृथ्वी की आयु के बराबर होती है - लगभग 5000 मिलियन वर्ष। अपने गठन के प्रारंभिक चरण में, पृथ्वी प्रभावशाली तापमान तक गर्म हो गई। “यदि, जैसा कि अधिकांश वैज्ञानिकों का मानना है, नवगठित पृथ्वी अत्यधिक गर्म थी (इसका तापमान लगभग 9000 डिग्री सेल्सियस था), तो वायुमंडल बनाने वाली अधिकांश गैसें इसे छोड़ चुकी होतीं। जैसे-जैसे पृथ्वी धीरे-धीरे ठंडी और ठोस होती जाएगी, तरल परत में घुली गैसें इससे बाहर निकल जाएंगी।” इन्हीं गैसों से पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल का निर्माण हुआ, जिसकी बदौलत जीवन की उत्पत्ति संभव हो सकी।

जैसे ही पृथ्वी ठंडी हुई, उत्सर्जित गैसों से इसके चारों ओर एक वातावरण बन गया। दुर्भाग्य से, प्राथमिक वायुमंडल की रासायनिक संरचना में तत्वों का सटीक प्रतिशत निर्धारित करना संभव नहीं है, लेकिन यह सटीक रूप से माना जा सकता है कि इसकी संरचना में शामिल गैसें उन गैसों के समान थीं जो अब ज्वालामुखियों द्वारा उत्सर्जित होती हैं - कार्बन डाइऑक्साइड, पानी वाष्प और नाइट्रोजन. “अत्यधिक गर्म जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, अमोनिया, एसिड धुएं, उत्कृष्ट गैसों और ऑक्सीजन के रूप में ज्वालामुखीय गैसों ने प्रोटो-वायुमंडल का निर्माण किया। इस समय, वायुमंडल में ऑक्सीजन का संचय नहीं हुआ, क्योंकि यह अम्लीय धुएं (एचसीएल, SiO 2, H 2 S) के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था" (1)।

जीवन के लिए सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक तत्व - ऑक्सीजन - की उत्पत्ति के बारे में दो सिद्धांत हैं। जैसे ही पृथ्वी ठंडी हुई, तापमान लगभग 100 डिग्री सेल्सियस तक गिर गया, अधिकांश जल वाष्प संघनित हो गया और पहली बारिश के रूप में पृथ्वी की सतह पर गिर गया, जिसके परिणामस्वरूप नदियों, समुद्रों और महासागरों - जलमंडल का निर्माण हुआ। “पृथ्वी पर पानी के गोले ने अंतर्जात ऑक्सीजन को जमा करने, इसके संचयकर्ता बनने और (संतृप्त होने पर) वायुमंडल के लिए आपूर्तिकर्ता बनने की संभावना प्रदान की, जिसके परिणामस्वरूप इस समय तक पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, अम्लीय धुएं और अन्य गैसों को पहले ही साफ कर दिया गया था। पिछले तूफ़ानों का” (1).

एक अन्य सिद्धांत में कहा गया है कि प्रकाश संश्लेषण के दौरान आदिम सेलुलर जीवों की जीवन गतिविधि के परिणामस्वरूप ऑक्सीजन का निर्माण हुआ, जब पौधे जीव पूरे पृथ्वी पर बस गए, तो वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा तेजी से बढ़ने लगी। हालाँकि, कई वैज्ञानिक पारस्परिक बहिष्कार के बिना दोनों संस्करणों पर विचार करते हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना में परिवर्तन

पृथ्वी पर जीवन के विकास के चरण		वायुमंडलीय संरचना में परिवर्तन
ग्रह की शिक्षा	4.5 – 5 अरब वर्ष पूर्व	कोई माहौल नहीं
पृथ्वी पर जीवन के चिन्हों का प्रकट होना	2.5 - 3 अरब वर्ष पूर्व	प्राथमिक वायुमंडल में कोई ऑक्सीजन नहीं है
जीवित जीवों द्वारा पृथ्वी पर सक्रिय विजय