We kunnen op onze planeet overleven dankzij een laag met een wisselende gassamenstelling die de hele aarde omhult. Deze laag blijft op aarde dankzij de zwaartekracht. Het is de atmosfeer van de aarde , en de exacte dikte ervan is moeilijk te bepalen, omdat de gassen waaruit deze bestaat met de hoogte minder dicht worden en praktisch verdwijnen op een paar honderd kilometer boven het aardoppervlak.
De atmosfeer vervult verschillende functies voor het leven op de planeet en als het er niet was, zouden we geen leven kunnen hebben zoals we het kennen. Alles weten over de sfeer?
Samenstelling van de atmosfeer
De atmosfeer bestaat uit een mengsel van gassen, waarvan de meeste geconcentreerd zijn in de zogenaamde homosfeer, die zich vanaf de grond tot 80-100 kilometer hoog uitstrekt. In feite bevat deze laag 99,9% van de totale massa van de atmosfeer.
Tot de gassen waaruit de atmosfeer bestaat, behoren stikstof (N2), zuurstof (O2), argon (Ar), koolstofdioxide (CO2) en waterdamp. Het is belangrijk te weten dat de concentratie van deze gassen varieert met de hoogte, waarbij de variaties in waterdamp bijzonder groot zijn, aangezien deze voornamelijk geconcentreerd is in de lagen nabij het aardoppervlak.
De aanwezigheid van de gassen waaruit de lucht bestaat, is essentieel voor de ontwikkeling van leven op aarde. Enerzijds stellen O₂ en CO₂ dieren en planten in staat hun vitale functies uit te voeren, anderzijds zorgen waterdamp en CO₂ ervoor dat de temperaturen op aarde geschikt zijn voor leven. Waterdamp en CO₂, samen met andere minder voorkomende gassen zoals methaan en ozon, worden broeikasgassen genoemd . Zonnestraling kan gemakkelijk door deze gassen heen dringen, maar de straling die door de aarde wordt uitgezonden (nadat deze door zonne-energie is opgewarmd) wordt gedeeltelijk door hen geabsorbeerd en kan niet volledig de ruimte in ontsnappen. Dankzij dit broeikaseffect kunnen we leven met een stabiele temperatuur. Zonder deze warmtevasthoudende gassen die dit effect veroorzaken, zouden de gemiddelde wereldtemperaturen onder de -15 graden Celsius liggen. Stel je voor dat die temperaturen bijna het hele jaar door zouden heersen; leven op aarde zoals wij dat kennen zou onmogelijk zijn.
In de atmosfeer variëren de dichtheid, samenstelling en temperatuur van de lucht met de hoogte. Dit betekent dat elke laag van de atmosfeer zijn eigen kenmerken heeft, zoals te zien is in de structuur van de atmosfeer en ook in dit artikel over de samenstelling van de atmosfeer.
Lagen van de atmosfeer
De atmosfeer is op basis van samenstelling, dichtheid en temperatuur verdeeld in verschillende lagen. Hier volgt een korte samenvatting van de atmosferische lagen.
Troposfeer: Dit is de onderste laag, waar leven zich ontwikkelt en de meeste weersverschijnselen plaatsvinden. Ze strekt zich uit tot een hoogte van ongeveer 10 km bij de polen en 18 km bij de evenaar. In de troposfeer neemt de temperatuur geleidelijk af met de hoogte, tot -70 °C. De bovenste grens van de troposfeer is de tropopauze.
Stratosfeer: In deze laag stijgt de temperatuur tot ongeveer -10°C op een hoogte van circa 50 km. In deze laag bevindt zich de hoogste concentratie ozon, de zogenaamde "ozonlaag", een gas dat, door een deel van de ultraviolette en infrarode straling van de zon te absorberen, omstandigheden creëert die geschikt zijn voor leven op het aardoppervlak. De bovenkant van deze laag wordt de stratopauze genoemd.
Mesosfeer: In deze laag neemt de temperatuur met de hoogte weer af en bereikt -140 °C. Deze laag strekt zich uit tot een hoogte van 80 km, waar zich aan het einde de mesopauze bevindt.
Thermosfeer: Dit is de buitenste laag, die zich uitstrekt tot een hoogte van enkele honderden kilometers, met temperaturen tot wel 1000 °C. De gassen hebben hier een zeer lage dichtheid en zijn geïoniseerd. Als u meer wilt weten over hoe de temperatuur varieert met de hoogte , kunt u aanvullende bronnen raadplegen.
Waarom is sfeer belangrijk?
Onze atmosfeer is om verschillende redenen belangrijk. Sterker nog, we zouden kunnen zeggen dat ze essentieel is. Dankzij de atmosfeer kan er leven ontstaan op onze planeet, omdat deze een groot deel van de ultraviolette straling van de zon absorbeert in de ozonlaag. Als een meteoriet in de baan van de aarde zou komen en ons zou raken, zou de atmosfeer hem door de wrijving met de lucht tot stof doen verpulveren . Zonder atmosfeer zou de botsingssnelheid van deze objecten de som zijn van hun eigen traagheidssnelheid in de ruimte (gemeten vanaf onze planeet) plus de versnelling als gevolg van de zwaartekracht van de aarde. Het is daarom van vitaal belang dat we een atmosfeer hebben.
Het is ook belangrijk om te vermelden dat de samenstelling van de aardatmosfeer niet altijd hetzelfde is geweest . Gedurende miljoenen jaren is de samenstelling ervan veranderd, wat aanleiding heeft gegeven tot verschillende levensvormen. Toen de atmosfeer bijvoorbeeld zeer weinig zuurstof bevatte, regelde methaan het klimaat en domineerde methaanproducerend leven. Na het verschijnen van cyanobacteriën nam de hoeveelheid zuurstof in de atmosfeer toe, waardoor verschillende levensvormen mogelijk werden, zoals planten, dieren en mensen. Dit proces hangt samen met het belang van de aardatmosfeer.
Een andere belangrijke functie van de atmosfeer is de magnetosfeer. Dit is een gebied in de atmosfeer buiten de aarde dat ons beschermt door de met elektromagnetische straling beladen zonnewinden af te buigen . Dankzij het magnetische veld van de aarde worden we niet getroffen door zonnestormen.
De atmosfeer speelt een cruciale rol in de ontwikkeling van biogeochemische cycli. De huidige samenstelling ervan is het resultaat van fotosynthese door planten. De atmosfeer bepaalt ook het klimaat en de leefomgeving van de mens (in de troposfeer), genereert meteorologische verschijnselen zoals regen (waaruit we water verkrijgen) en handhaaft de noodzakelijke concentraties stikstof, koolstof en zuurstof. Bovendien is de studie ervan essentieel voor het begrijpen van aspecten zoals de verticale dimensie van wolken.
Man's actie op de atmosfeer
Helaas veranderen mensen de samenstelling van de atmosfeer. Industriële activiteiten verhogen de uitstoot van broeikasgassen zoals koolstofdioxide en methaan, evenals de uitstoot van stikstofoxiden die zure regen veroorzaken.
De voortdurende toename van deze broeikasgassen veroorzaakt opwarming van de aarde. De gemiddelde temperaturen overal ter wereld stijgen, waardoor het evenwicht van alle ecosystemen verstoord raakt. Dit leidt tot klimaatverandering, wat een verschuiving in weerpatronen teweegbrengt. Klimaatverandering verhoogt bijvoorbeeld de frequentie en intensiteit van extreme weersomstandigheden zoals orkanen, tornado's, overstromingen, droogtes, enzovoort. Het verstoort ook de cycli van fenomenen zoals El Niño en La Niña, veel soorten migreren of sterven uit als gevolg van veranderingen in hun leefomgeving, de ijskappen smelten, wat leidt tot een stijging van de zeespiegel, enzovoort. Om de effecten van de opwarming van de aarde op onze atmosfeer beter te begrijpen, kunt u er meer over lezen in dit gerelateerde artikel over steden die zouden kunnen verdwijnen.
Zoals je ziet, speelt de atmosfeer een fundamentele rol in het leven op onze planeet . Daarom moeten we klimaatverandering bestrijden en ervoor zorgen dat de concentraties broeikasgassen weer stabiel worden, zoals ze waren vóór de industriële revolutie.
