ما هي الغازات التي تجعل الحياة ممكنة للكائنات الحية؟

ال الغازات التي تجعل الحياة ممكنة للكائنات الحية هم في الغلاف الجوي ، وهي طبقة الغازات التي تحيط بالأرض ويتم الحفاظ عليها حول الكوكب من خلال تأثير الجاذبية.

يحمي هذا الجو الحياة على الأرض ، ويمتص الضوء فوق البنفسجي المنبعث من الشمس. وتتمثل إحدى وظائفه في الحفاظ على درجة حرارة ثابتة على السطح ، من خلال تأثير الدفيئة وتقليل التباينات الشديدة في درجات الحرارة خلال النهار والليل.

الغازات التي تشكل الغلاف الجوي هي أساسًا النيتروجين والأكسجين ، على الرغم من أنه يحتوي أيضًا على مكونات أخرى مثل ثاني أكسيد الكربون والأرجون وبخار الماء وكميات صغيرة من المركبات الأخرى.

يُعتقد أن الغلاف الجوي قد تشكل قبل 4.5 مليار سنة ، إلى جانب تطور الكوكب وأن الغلاف الجوي الأول كان نتاج الغازات التي هربت من باطن الأرض. من المحتمل أن يكون الغلاف الجوي الأول يتكون في معظمه من ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ، مع نسبة صغيرة من الأمونيا NH3.

بعد ذلك ، كانت عملية التمثيل الضوئي للنباتات الخضراء هي التي زادت نسبة الأكسجين في الجو ، حيث وصلت إلى أكثر من 20٪ كما يحدث اليوم..

تسبب التلوث الناجم عن الأنشطة البشرية في الوقت الحالي في تغير تركيزات هذه الغازات وبهذه الآثار المختلفة تتولد على سطح الأرض.

الغازات اللازمة لحياة الكائنات الحية

فيما يلي الغازات الموجودة في الغلاف الجوي للأرض بكميات أكبر وهي ضرورية للحياة على الأرض:

نتروجين

تم العثور على النيتروجين في حجم 78 ٪ في الغلاف الجوي. تتمثل إحدى وظائفه في تخفيف وجود الأكسجين وبالتالي منع الغلاف الجوي من اشتعال النار على سطح الأرض. إنه أساسي لإنشاء البروتينات الأساسية للكائنات الحية.

يحتوي النيتروجين على دورة يتم فيها تحويله إلى مركبات عضوية مختلفة ، وهي واحدة من أهم العمليات لإعاشة الكائنات الحية. خلال دورة النيتروجين هذه ، تقوم البكتيريا الموجودة في التربة بمعالجة النيتروجين الجوي أو تحويله إلى أمونيا ، وهو مركب ضروري للنباتات ونموها.

وتحول البكتيريا الأخرى الأمونيا إلى أحماض أمينية وبروتينات. ثم تستهلك الحيوانات النباتات وبالتالي إدخال هذه البروتينات. أخيرًا ، تقوم البكتيريا أيضًا بتحويل نفايات النيتروجين إلى غاز النيتروجين ، وبالتالي العودة إلى الجو.

ومع ذلك ، فالإفراط في النيتروجين كما رأينا من الإفراط في استخدام الأسمدة على أساس النيتروجين ، يساهم في تلوث المياه وعملية تغير المناخ التي يعاني منها الكوكب حاليًا.

أكسجين

الأكسجين متاح في 21٪ من الغلاف الجوي للأرض ويستخدمه جميع الكائنات الحية لأنه الغاز الأساسي للتنفس. كما أنه أحد العناصر الأساسية في احتراق المواد واشتعالها.

ويدعم وجود الأكسجين في الأرض من خلال دورة الأكسجين ، والتي تنطوي على حركة الأكسجين بين الهواء والكائنات الحية وقشرة الأرض. يوجد 47٪ من الأكسجين في قشرة الأرض وهو أحد العناصر الثلاثة الأكثر شيوعًا في الكون ، إلى جانب الهليوم والهيدروجين.

عملية التمثيل الضوئي التي ، من خلال عمل النباتات ، يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين ، أمر أساسي لوجود الأكسجين على الأرض.

O3 O3 ، هو شكل مختلف من الأكسجين يجمع بين ثلاث ذرات غازية معًا. توفر لنا طبقة الأوزون الحماية من الأشعة فوق البنفسجية الضارة التي تأتي من الشمس. بسبب تلوث الهواء ، فإن هذه الطبقة تضعف.

الأرجون

هذا الغاز موجود في المصابيح المتوهجة. إنه أحد مشتقات البوتاسيوم ويعتقد أنه نظرًا لوجود البوتاسيوم الهام في الغلاف الصخري للأرض ، فإن الغلاف الجوي يحتوي على 0.93٪ من الأرجون.

ثاني أكسيد الكربون

يوجد 0.03٪ من ثاني أكسيد الكربون في الجو. يحدث هذا لأن جميع الكائنات الحية - النباتات والحيوانات - تطلق الطاقة من طعامها من خلال التنفس. التنفس والاحتراق هو الذي يطلق ثاني أكسيد الكربون في الجو.

تُعرف هذه العملية باسم دورة الكربون ، حيث تظل نسبة ثاني أكسيد الكربون في الجو دائمًا كما هي.

تتمثل إحدى وظائف ثاني أكسيد الكربون في منع درجة حرارة الكوكب من الهرب والتسبب في ظاهرة التبريد. ومع ذلك ، فإن الاستخدام المفرط للوقود الأحفوري الملوث يولد زيادة خطيرة في ثاني أكسيد الكربون في الهواء.

من ناحية أخرى ، فإن التوسع الحضري للمناطق وقطع الغابات والأدغال لإنشاء المزارع والمحاصيل والمدن ، يولد انخفاضًا في المناطق الخضراء مع النباتات التي يمكنها القيام بعملية التمثيل الضوئي وتحويل ثاني أكسيد الكربون الزائد هذا في الأكسجين. هذا يزيد من وجود الملوثات في الغلاف الجوي.

بخار الماء

بخار الماء موجود بنسبة 0.25 ٪. نحن نعلم أن الغلاف الجوي لا يحافظ دائمًا على نفس التركيز. وفقًا لوجود الرياح ، فإن النسبة المئوية للغازات في تكوين الهواء تختلف قليلاً مع الارتفاع والموقع.

يحدث هذا بشكل خاص مع بخار الماء ، على سبيل المثال في الصحارى في درجات حرارة منخفضة للغاية ، لا يتجاوز حجمه 0.1٪. من ناحية أخرى ، في المناطق الحارة والرطبة ، يمكن أن يحتوي الهواء على بخار ماء يصل إلى 6٪.

في الأجزاء الأكثر برودة من الغلاف الجوي ، نجد بخار ماء أقل بكثير من كتل الهواء الدافئة والرطبة فوق سطح الأرض.

آثار المركبات الأخرى

توجد غازات أخرى أيضًا داخل الغازات الأساسية مدى الحياة ، ولكن بتركيزات صغيرة جدًا. هذه هي غاز النيون ، الكريبتون ، زينون ، الهيليوم وكذلك الميثان.

بالإضافة إلى ذلك ، نجد في الهواء جراثيم وجزيئات غبار وملوثات حالية مثل أول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت.. 

مراجع

1. الجو على الأرض. تم الاسترجاع من Wikipedia.com.
2. غازات الهواء. الكيميائية الأسبوع. تم الاسترجاع من scifun.org.
3. الجو. تعافى من teachertech.rice.edu.
4. الغلاف الجوي للأرض. العلم. تم الاسترجاع من bbc.co.uk.
5. حقائق عن النيتروجين. تم استرجاعه من livescience.com.
6. حقائق الأكسجين. حقائق الكيمياء. تم الاسترجاع من sciencekids.co.nz.
7. تم الاسترجاع من chemistryexplained.com.