Галина Шалаева - Кто есть кто в мире звезд и планет

Происхождение атмосферы тесно связано с образованием Земли. Еще в те времена, когда наша планета представляла собой сгусток расплавленной материи, она была окутана плотной оболочкой космического газа. Он состоял из смеси водорода и метана.

По мере того, как расплавленное ядро остывало, из него выделялся азот и водяные пары. Состав газового облака постепенно менялся. Метан уступил место двуокиси углерода, а водород постепенно превратился в воду. В то время атмосфера была похожа на газообразные выделения из действующих вулканов.

Дальнейшее охлаждение земного ядра привело к выпадению из атмосферы водяного пара в виде осадков. Вот почему сегодня его количество не превышает 4 %.

Когда на Земле появились растения и стали выделять кислород, состав атмосферы стал таким, как и сегодня. Это произошло около 2 миллионов лет тому назад.

С тех пор состав атмосферы изменился достаточно мало. В ней лишь сократилось количество углекислого газа, который поглощается растениями при дыхании. Благодаря высокому содержанию кислорода на Земле смогла появиться жизнь в виде животных, дышащих воздухом.

Благодаря подогреву снизу в приземном слое атмосферы температура с увеличением высоты падает. Например, на высоте 10–12 километров царит жестокий мороз в 40–50 градусов ниже нуля. Объясняется это тем, что на такую высоту от Земли доходит очень мало тепла, а прозрачный воздух практически не прогревается Солнцем.

Для тропосферы характерны увеличение скорости ветра с возрастанием высоты, значительные вертикальные перемещения воздуха. Все эти процессы и определяют погоду на Земле.

Граница между тропосферой и расположенной над ней стратосферой называется тропопаузой. В верхних слоях стратосферы, начиная с высоты 25 километров, температура начинает увеличиваться. Она достигает максимума в стратопаузе, на высотах 75–85 километров. На таких высотах вновь царит тропическая жара.

Над этим уровнем расположена термосфера, где температура возрастает еще сильнее, и на высоте 400 километров она уже превышает 1 000 °C. Эта граница называется термопаузой.

За термопаузой, там, где начинается экзосфера и давление падает практически до нуля, температура также понижается и начинается область космического холода.

Знание температурного режима различных слоев атмосферы очень важно, поскольку без него невозможно сконструировать космический корабль, рассчитанный на работу на околоземной орбите.

Много веков тому назад в местечке Дельфы в Греции один пастух заметил, что из земли что-то выделялось такое, что заставляло овец вести себя странно, а люди от этого пьянели, речь их путалась. Греки решили, что это был дух какого-то бога, и построили на этом месте храм. «Дух» этот был природным газом.

Сегодня известны три вида газов: природный газ, каменноугольный газ и водяной газ. Месторождения газа расположены во многих районах Земли. Он концентрируется в подземных хранилищах, которые образовались в результате формирования земной коры. Длинные газопроводы переносят газ под давлением в города на расстояния в тысячи километров, где он в основном используется, на металлургических заводах и электростанциях.

Каменноугольный газ получают из измельченного угля, который разогревают в больших вакуумных установках. Когда температура разогрева достигает определенного уровня, уголь начинает плавиться, и выделяется газ, который выводится по трубам.

Газ собирается в большую емкость, где он очищается от примесей. Затем его пропускают по охлаждающим трубам и направляют в «очиститель», где удаляются оставшиеся примеси. И, наконец, очищенный газ через счетчик, который определяет его количество, поступает в емкости-хранилища, а оттуда – в жилые дома и на предприятия.

Густой черный битум, образующийся при очистке газа, содержит много ценных продуктов, которые используются в производстве духов, красителей, лекарств и масел. Вещество, которое остается в газовой печи, называется «кокс».

В настоящее время газ практически не используют для освещения. Более 80 % получаемого газа используется при приготовлении пищи и отопления жилых помещений и промышленных предприятий. Газ относится к чистым видам топлива, поэтому он очень широко используется. Он легко управляем, не требует расходов на складирование и уничтожение отходов сгорания.

Сейчас при приготовлении пищи, выпечке хлеба мы пользуемся газом. Есть даже холодильники, работающие на газовом топливе. В современных прачечных для получения пара также применяется газ. Использование газового топлива – это один из способов обеспечения относительной чистоты воздуха в городах.

Воздух – это смесь газов, которая нас окружает. Слой воздуха, который окружает Землю, называется атмосферой. Он необходим для дыхания всем живым существам. Кроме того, атмосфера защищает Землю от перегрева Солнцем и воздействия вредных излучений.

Воздух обладает рядом интересных свойств. Прежде всего запомним, что он бесцветен и не имеет запаха. Поэтому мы легче всего ощущаем его температуру. Когда дует ветер, мы чувствуем его дыхание и говорим, что сегодня, например, очень холодный или пронзительный ветер.

Однако на самом деле воздух представляет собой смесь множества разных газов. Известно также, что воздух имеет вес. Воздух помогает распространению звуков: без него мы не смогли бы ничего услышать, потому что звук не может перемещаться в вакууме.

Воздух достаточно сложен по своему составу, основную его часть, примерно три четвертых от всего количества, занимает азот. Примерно одну пятую составляет кислород. Воздух также содержит определенное количество воды, которая присутствует в виде мельчайших частиц, называемых паром. Кроме того, в воздухе есть и другие газы, но их очень мало.

Когда мы ведем речь о степени влажности воздуха, мы как раз и говорим о том количестве воды, которое можем измерить в воздухе. Если воды мало, то она существует в виде невидимого глазом пара, но если ее количество возрастает, то пар превращается в туман, который мы можем видеть.

Если вы будете постепенно подниматься над Землей, слой воздуха постепенно начнет уменьшаться, становится тоньше. Кислорода в нем становится все меньше. Поэтому все реактивные самолеты, летящие на очень большой высоте, должны иметь в своих кабинах запасы воздуха, с тем чтобы подавать его для обеспечения нормального дыхания пассажиров.

Вот почему и те, кто совершает высокогорные подъемы, также должны нести с собой запасы воздуха. Наверху воздух слишком разрежен, чтобы им можно было нормально дышать.