אטמוספירת כדור הארץ

מתוך המכלול
(הופנה מהדף אויר)
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Gnome-colors-edit-find-replace.svg אין לראות את דף זה כערך אנציקלופדי. נא הימנעו מעריכה בו לפני שכתובו על בסיס הגרסה המקורית
דף זה יובא ו/או טופל בעבר שלא על פי מדיניות המכלול, ומשכך ייתכן שנעדר ממנו תוכן ראוי או ששוכתב בצורה בלתי תקינה.
תוכלו להשוות את הערך מול הערך המקורי, וכן לצפות ב[ שינויים שבוצעו בו]. אתם מוזמנים לשכתב אותו מחדש או לנהל דיון מקדים בדף השיחה.
מבט מן החלל על השכבות העליונות של האטמוספירה של כדור הארץ

אטמוספירת כדור הארץ היא מעטה גז, סביב לכדור הארץ. האטמוספירה מאפשרת את החיים על פני כדור הארץ בכך שהיא סופגת את מרבית הקרינה האולטרה סגולה המגיעה מהשמש וגורמת למיתון הבדלי הטמפרטורה בין היום והלילה. 75% מגזי האטמוספירה נמצאים בגובה של עד 11.3 ק"מ מעל פני הים. שינויים באטמוספירה גורמים לשינויים באקלים ובמזג האוויר.

הרכב האטמוספירה

תרשים של הרכב האטמוספירה

הרכבה של האטמוספירה של כדור הארץ השתנה מאז בריאת כוח הצומה בה ביום השלישי מששת ימי בראשית, וממשיך להשתנות. האטמוספירה מאבדת מימן. הצמחים על פני כדור הארץ, ובמיוחד האצות החד-תאיות, מפרישים חמצן אל האטמוספירה כחלק מתהליך הפוטוסינתזה. בשנים האחרונות, כתוצאת לוואי של בירוא יערות ושרפת דלק, התמעטה כמות החמצן ועלתה כמות הפחמן הדו-חמצני[1].

האטמוספירה כיום מורכבת מהגזים הבאים[2]:

תערובת הגזים שיוצרת את האטמוספירה נקראת אוויר. המרכיבים משתנים בהתאם לאחוז המים באוויר שנמצא בין 0 ל-7 אחוזים. מרכיבי האוויר משתנים מעט באזורים שונים של העולם בשל גורמים כמו גובה, לחות וגורמים נוספים.

טמפרטורה ושכבות האטמוספירה

תרשים המראה את השכבות השונות באטמוספירה

הטמפרטורה של אטמוספירת כדור הארץ משתנה בהתאם לגובה (היא מתוארת על ידי מפל הטמפרטורה), כאשר הטמפרטורה הממוצעת של האטמוספירה בגובה פני הים היא 14 מעלות צלזיוס. היחס בין הגובה לטמפרטורה משתנה בהתאם לשכבות האטמוספיריות השונות:

  • טרופוספירה - 0 עד 7 - 17 ק"מ, בשכבה זו הטמפרטורה יורדת עם העלייה בגובה, זוהי השכבה בה מתקיימים חיים ובה מתקיים האקלים.
  • סטרטוספירה - 7 - 17 עד 50 ק"מ, בשכבה זו הטמפרטורה עולה עם העלייה בגובה, זו השכבה בה קיימת שכבת האוזון.
  • מזוספירה - 50 עד 80 - 85 ק"מ, בשכבה זו הטמפרטורה יורדת עם העלייה בגובה.
  • תרמוספירה - 80 - 85 עד 640+ ק"מ, בשכבה זו הטמפרטורה עולה עם העלייה בגובה.

הגבולות בין השכבות נקראים טרופופאוזה, סטרטופאוזה ומזופאוזה, ובהם הטמפרטורה לא משתנה עם הגובה.

אזורים שונים באטמוספירה

האטמוספירה וקרינת השמש

האטמוספירה של כדור הארץ היא הגורם הראשון הבא במגע עם קרינה מהחלל, ובעיקר עם קרינת השמש. הקרינה מפרקת מולקולות בשכבות העליונות של האטמוספירה. זו, מצדה, הודפת בחזרה לחלל כ-8% מקרינת השמש (עוד 17% נהדפים על ידי שכבת העננים, ושאר הקרינה פוגעת בפני הארץ).

שכבת האוזון

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – שכבת האוזון

שכבת האוזון מצויה בסטרטוספירה, בגובה של 10 עד 50 ק"מ. לשכבה זו חשיבות רבה בקיום החיים על פני כדור הארץ. שכבת האוזון מסננת את הקרינה האולטרה־סגולה המגיעה מהשמש, המסכנת את היצורים החיים ואף גורמת לסרטן העור. שכבת האוזון בולעת את אורכי הגל שבין 295 ל־320 ננומטר. בשנת 1983 נתגלה ששכבת האוזון מעל הקוטב הדרומי הידלדלה עד מאוד ודרכה חודרת קרינה מסוכנת.

אפקט החממה

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – אפקט החממה

אפקט החממה נובע מכך שאדי מים, פחמן דו-חמצני וגזים אחרים, שמצויים באטמוספירה העוטפת את כדור הארץ, אינם מאפשרים לחום הנפלט מן האדמה להמשיך אל החלל החיצון, אלא מקרינים את החום בחזרה - באופן המזכיר חממה חקלאית (אם כי שם שמירת האוויר החם ליד הקרקע היא האפקט העיקרי) - ושומרים בכך על טמפרטורה נוחה לקיום החיים בכדור הארץ. בהיעדר תופעה זו הייתה הטמפרטורה על פני כדור הארץ יורדת לקיפאון, לכן אפקט החממה הוא תנאי חשוב ביותר לקיום החיים על פני כדור הארץ.

בשנים האחרונות יש עדויות שעצמתו של אפקט החממה עולה, בשל העלייה בריכוז גזי החממה (ובראשם הפחמן הדו-חמצני) באטמוספירה כתוצאה מפעילות האדם [1]. כמו כן ידוע כי במאה השנים האחרונות עלתה הטמפרטורה הממוצעת בעולם ביותר מחצי מעלת צלזיוס והשנים האחרונות של המאה ה-20 היו בין השנים החמות ביותר שידעה האנושות מאז שהחלו למדוד טמפרטורות באופן שיטתי (ראה [2]). כיום ישנה תמיכה בקהילה המדעית בהשערה שהתעצמות אפקט החממה קשורה להתחממות העולמית על כל תוצאותיה השליליות [3].

לחץ אטמוספירי

כוח המשיכה "מושך" את האטמוספירה כלפי פני הקרקע. לחץ אטמוספירי הוא תוצאה ישירה של משקל האוויר. משמעות הדבר שהלחץ האטמוספירי משתנה עם המקום משום שכמות (ומשקל) האוויר שמעל משתנה עם המקום והזמן, מה שגורם לרמות ולשקעים ברומטריים. הלחץ האטמוספירי יורד בכ-50% בכל עליה בגובה של 5.5 ק"מ. הלחץ האטמוספירי הממוצע בפני הים הוא בערך 101.3 קילו פסקל שהם 1,013 מיליבר. לחץ אטמוספירי נמדד על ידי ברומטר או על ידי ברוגרף.

צפיפות האוויר בגובה פני הים ובתנאים סטנדרטיים היא בערך 1.293 ק"ג לכל מ"ק. הצפיפות משתנה בהתאם לאחוז הלחות באוויר והטמפרטורה. צפיפות זו יורדת עם העלייה בגובה בערך באותו יחס שהלחץ יורד. הירידה בצפיפות (ובלחץ) היא אקספוננציאלית עם מרחק דעיכה אופייני של כ-7.6 ק"מ[3]. המסה הכוללת של האטמוספירה היא בערך ק"ג, כמליונית מהמסה הכוללת של כדור הארץ.

המשוואה ההיפסומטרית, הידועה גם כ"משוואת העובי", מקשרת בין יחס לחצים באטמוספירה ובין העובי האקוויוולנטי של שכבה אטמוספירית.

האטמוספירה על כדור הארץ בששת ימי בראשית

לדעת רבים מגדולי ישראל האטמוספירה היא היא הרקיע המפורש בסיפור מעשה בראשית.[4] הרקיע (=האטמוספירה) נברא בשלושה שלבים. תחילתו נברא ביום ביום הראשון לבריאה, ביום השני שני נמתח הרקיע, ובשלב שלישי נהיה הרקיע יכולת לקבל את אור השמש זה היה ביום רביעי. [5]

העשות הרקיע היה ביום שני וכו' וכאשר נתחזק האור על הארץ והרוח יבש מהארץ נהפך הלהט ונעשה הרקיע וכו',

לא היתה פעולת המאורות בארץ חזקה עד יום הרביעי, וביום הרביעי כשהיה ניצוץ שני המאורות עובר ברקיע עד היבשה ברצון האל, המאורות האלה נבראו ביום ראשון עם הגלגלים, כמו שכתבנו, אלא שלא היה אורן עובר לארץ, לפי שלא היה הרקיע נכון לקבל אותן .

ובאשר הרקיע ברצון האל ביום השני נמתח, ונתחזק הרקיע ברביעי, אמר האל שיראו מאורות ברקיע ויעשו פעולתם בארץ. וזהו מה שאמרו חז"ל (חגיגה י"ב) "הן הן המאורות שנבראו ביום הראשון אלא שלא תלאן עד יום רביעי", וזהו לשון תלאן, כדבר התלוי מלמעלה למטה, מן הגבוה לשפל.

רד"ק בראשית א'
אטמוספרת כדור הארץ (נאס"א)
לדעת רבים מגדולי ישראל האטמוספירה היא היא הרקיעה של מעשה בראשית

הרכב האטמוספירה מהיום הרביעי והלאה שונה באופן ניכר מהרכבה של האטמוספירה על כדור הארץ לפני היום הרביעי, עד כי נהוג לכנות את האטמוספירה העכשווית בשם "האטמוספירה השלישית".

"האטמוספירה הראשונה" והמקורית של כדור הארץ מיד ביום הראשון לאחר בריאתו, הייתה מורכבת בעיקר ממימן ומהליום. גזים אלו קלים במיוחד ומשוער כי התפזרו לחלל בהשפעת החום של כדור הארץ המותך, פגיעת מטאורים ורוח השמש. [6]

ביום השני לאחר התקררות הדרגתית, קליפת כדור הארץ הלכה נבראה במהלך משך היום השני. במהלך יום זה התרחשה פעילות געשית אינטנסיבית אשר שחררה כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני ואדי מים. כמו כן, כדור הארץ ספג מטחים תכופים של שביטים אשר גם הם הכילו כמויות גדולות של מים. באופן זה נבראה "האטמוספירה השנייה" של כדור הארץ, אשר הכילה, על פי המשוער בעיקר פחמן דו-חמצני, אדי מים וכמות מועטה של חנקן. אטמוספירה זו לא הכילה חמצן, אשר הוא פעיל כימית במידה רבה ויוצר באופן טבעי תחמוצות שונות. על פי הערכות בתקופה זו לחץ האטמוספירי היה גבוה פי 60 עד 100 מהלחץ כיום, והאטמוספירה הייתה דומה מאוד לאטמוספירה של נגה. העדות המרכזית לכך הן הכמויות הגדולות של פחמן דו-חמצני, אשר כיום כלוא במשקעי גיר, שנבראו באוקיינוסים מתחילת ששת ימי בראשית, שהיו חופשים באטמוספירה עד בריאת האוקיינוסים. סביר כי כמות גבוהה זו של פחמן דו-חמצני יצרה אפקט חממה משמעותי, אשר מנע את קפיאת כדור הארץ.

ביום השלישי, עם המשך ההתקררות של האטמוספירה מתחת ל-100OC החלו להתעבות אדי המים לבריאת אוקיינוסים אשר ספגו לתוכם את מרבית הפחמן הדו-חמצני. על פי עדויות מאובנים, החלה הופעה של ציאנו-בקטריות (אורגניזמים חד-תאיים בעלי יכולת לבצע פוטוסינתזה). בריאתו של כוח הצומח זה בסוף היום השלישי ותהליכי הפוטוסינתזה במשך היום הרביעי גרמו לשחרור של חמצן לאטמוספירה באופן הדרגתי והפחתה בכמויות הפחמן הדו-חמצני בתהליך הידוע בשם אסון החמצן. הופעת החמצן אפשרה את יצירת שכבת האוזון ותהליכי נשימה אירובים אשר גרמו לצריכה של החמצן שנברא על ידי הפוטוסינתזה ובכך במשך היום הרביעי איזון בין שני התהליכים והתייצבות של הרכב האמוספירה ולביאתה של האטמוספירה השלישית, הקיימת כיום.


כי פרשת יקוו המים דבקה עם אשר עליה, כי הרקיע לא נעשה עד אשר יבשה הארץ, והעד ביום עשות ה' אלהים ארץ ושמים והראות דבר נסתר והקוות מפוזר איננה בריאה" וכו', ומה שאמר בתוך המים, לפי שהוא עצמו היה במים וכו'.

רד"ק בראשית א


ראו גם

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

  1. פרקים על האטמוספירה באתר כותר
  2. הרכב האטמוספירה באתר hypertextbook
  3. כלומר בגובה של כ-7.6 ק"מ, ערכי הצפיפות והלחץ יורדים לכ-37% מערכם בגובה פני הים.
  4. בעלם ספר הברית בעל התפארת ישראל המלב"ם ועוד רבים
  5. רד"ק בראשית א'
  6. עם זאת, ב-2005 התפרסם מחקר אשר גורס כי קצב התפזרות המימן לחלל היה אטי מן המשוער וייתכן כי היה נוכח גם בתקופת "האטמוספירה השנייה" http://newsrelease.uwaterloo.ca/news.php?id=4348
אטמוספירת כדור הארץ ושכבות נוספות
(לא בקנה מידה)
 ח                        
             ל            
                         ל

מגנטוספירה מגנטופאוזה

גאוקורונה פלזמספירה

א               
  ט              
    מ            
      ו          
        ס        
          פ      
            י    
              ר  
                ה

אקסוספירה
תרמוספירה יונוספירה
מזופאוזה
מזוספירה
סטרטופאוזה
סטרטוספירה
טרופופאוזה
טרופוספירה
כדור הארץ
The Earth seen from Apollo 17 Slice.png
אזהרה
ערך זה מכיל אספקלריה תורנית על ידע עכשווי, אך הוא סווג כמכיל אספקלריה תורנית על תחום ידע מסוג שאינו ברשימת תחומי הידע. נא לתקן ולבחור שם מהרשימה.