Jordens atmosfære: Sammensætning, lag og betydning for livet

Lær hvordan Jordens atmosfære — dens sammensætning, lag og beskyttende rolle — muliggør liv, regulerer klima og beskytter mod skadelig UV-stråling.

Det vigtigste at huske om Jorden og de andre planeter er, at de ikke kommer fra solen. De eller deres materialer blev opsamlet af Solens tyngdekraft, da den bevægede sig gennem rummet. Solen består kun af brint med en lille smule helium. Intet andet. Det materiale, som planeterne og deres satellitter består af, består næsten udelukkende af tungere grundstoffer, som stammer fra tidligere supernovaeksplosioner. Planeterne afgiver små mængder brint og helium: det kommer fra henfaldet af større radioaktive molekyler, hvis oprindelse også stammer fra gamle supernovaer.

En komplicerende faktor er Månen, som blev dannet ved et sammenstød mellem et stort legeme og den tidlige Jord. Det betyder, at livets oprindelse på Jorden ville have fundet sted, efter at Månen blev dannet. Samtidig har Månen påvirket Jordens hældning og tidevandskræfter, hvilket har haft stor betydning for klimaets og økosystemernes udvikling.

Sammensætning af atmosfæren

Atmosfæren er det lag af gasser, der omgiver Jorden. Det holdes på plads af Jordens tyngdekraft. Den består i dag hovedsagelig af nitrogen (78,1 %). Den indeholder også rigeligt med ilt (20,9 %) og små mængder argon (0,9 %), kuldioxid (omkring 0,04 % eller ~410 ppm, og stigende pga. menneskelige aktiviteter), vanddamp og andre gasser. Atmosfæren beskytter livet på Jorden ved at absorbere (tage) ultraviolette stråler fra solen. Den gør vores dage køligere og vores nætter varmere.

Den nuværende sammensætning er resultatet af lange geologiske og biologiske processer: tidlig vulkansk udgasning leverede CO2, vand og andre gasser; meteoritter bragte yderligere materialer; og fotosyntese fra bakterier og planter har gradvist ophobet ilt i atmosfæren (særligt under den såkaldte Great Oxidation Event for ca. 2,4 milliarder år siden).

Atmosfærens lag

• Troposfæren (0–ca. 8–15 km): Hvor vejret forekommer, og hvor størstedelen af luftens masse og vanddamp findes. Temperaturen falder typisk med højden.
• Stratosfæren (ca. 15–50 km): Indeholder ozonlaget, som absorberer skadelig ultraviolette stråling. Temperaturen øges med højden i de øverste dele pga. ozonopvarmning.
• Mesosfæren (ca. 50–85 km): Her falder temperaturen igen, og mange meteorer brænder op.
• Termosfæren (ca. 85–600 km): En tynd luft, hvor temperaturer kan blive meget høje pga. absorption af solstråling; nordlys ses i denne region.
• Exosfæren (fra ca. 600 km og opefter): Overgangen til det næsten tomme ydre rum, hvor få partikler kan forlade Jorden og drive ud i rummet.

Faste partikler og skyer

Faste partikler, herunder aske, støv, vulkansk aske osv., er små dele af atmosfæren. De er vigtige for dannelsen af skyer og tåge. Disse partikler fungerer som kondensationskerner, hvor vanddamp kan kondenseres til bittesmå dråber eller iskrystaller. Partikler påvirker også klimaet ved at sprede og absorbere sollys og kan have helbredsmæssige konsekvenser for mennesker.

Hvor slutter atmosfæren?

Atmosfæren slutter ikke på et bestemt sted. Jo højere oppe over jorden, jo tyndere er atmosfæren. Der er ingen klar grænse mellem atmosfæren og det ydre rum, selv om Kármán-linjen nogle gange betragtes som en grænse. Endnu højere oppe, i nogle tilfælde behandles kanten af magnetosfæren som en grænse. Ca. 75 % af atmosfæren befinder sig inden for 11 km (6,8 miles) fra Jordens overflade.

Atmosfærens betydning for livet og klimaet

Atmosfæren muliggør liv på flere måder:

• Den leverer ilt til åndedræt og nitrogen til planter og økosystemer.
• Den beskytter mod skadelig ultraviolette stråling fra solen, som kan ødelægge biomolekyler.
• Den skaber et tryk, som tillader vand at være flydende ved Jordens temperaturer — en forudsætning for liv, som vi kender det.
• Atmosfæren modererer temperaturvariationer mellem dage og nætter og fordeler varme via luftstrømme, havstrømme og vejrsystemer.
• Den beskytter også mod mindre meteorer, som brænder op i de øvre lag.

Menneskelig påvirkning

Menneskelige aktiviteter har ændret atmosfærens sammensætning: forbrænding af fossile brændstoffer og skovrydning øger koncentrationen af kuldioxid og andre drivhusgasser, hvilket bidrager til global opvarmning. Udsendelse af aerosoler, industriforurening og udslip af ozonnedbrydende stoffer har også lokale og globale effekter på luftkvalitet, klima og ozonlaget. Forståelse og beskyttelse af atmosfæren er derfor centralt for bæredygtighed og folkesundhed.

Atmosfæren er dynamisk og kompleks — fra sine kemiske bestanddele til lagene der styrer vejr og klima. Fortsat forskning og overvågning er nødvendig for at forstå ændringer og for at beskytte de processer, som gør Jorden egnet til liv.

Temperatur og de atmosfæriske lag

Nogle dele af atmosfæren er varme eller kolde, afhængigt af højden. Hvis man starter fra overfladen og stiger lige opad, bliver luften koldere i troposfæren, men bliver derefter varmere højere oppe i stratosfæren. Disse temperaturændringer er inddelt i lag. Disse er som lagene i et løg. Forskellen mellem lagene er den måde, temperaturen ændrer sig på.

Det er atmosfærens lag, der starter fra jorden:

• Troposfære - Begynder ved jorden. Slutter et sted mellem 0 og 18 kilometer (0 og 11 miles). Jo højere, jo koldere. Vejret i dette lag påvirker vores daglige liv.
• Stratosphere - starter ved 18 kilometer (11 miles). Slutter ved 50 kilometer (31 miles). Jo højere, jo varmere. Varmen kommer fra ozonlaget i toppen af stratosfæren. Der er lidt vanddamp og andre stoffer i dette lag. Flyvemaskiner flyver i dette lag, fordi det normalt er stabilt, og luftmodstanden er lille.
• Mesosfære - Begynder ved 50 kilometer (31 miles). Slutter ved 80 eller 85 kilometer (50 eller 53 miles). Jo højere, jo koldere. Vindene i dette lag er kraftige, så temperaturen er ikke stabil.
• Termosfære - Starter ved 80 eller 85 kilometer (50 eller 53 miles). Slutter ved 640 kilometer (400 miles) eller højere. Jo højere, jo varmere. Dette lag er meget vigtigt i radiokommunikation, fordi det er med til at reflektere nogle radiobølger.
• Exosfære - Over termosfæren. Dette er det øverste lag og går over i det interplanetariske rum.

Områder, hvor et lag skifter til det næste, er blevet kaldt "-pauser". Tropopausen er således det sted, hvor troposfæren slutter (7 til 14 kilometer (4,3 til 8,7 miles) højt). Stratopausen er i slutningen af stratosfæren. Mesopausen ligger for enden af mesosfæren. Det er grænser.

Den gennemsnitlige temperatur i atmosfæren ved Jordens overflade er 14 °C (57 °F).

 
Temperatur i forskellige højder  

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er solen lavet af?

Q: Hvor kommer de materialer, som planeterne og deres satellitter består af, fra?

Spørgsmål: Hvordan beskytter atmosfæren livet på Jorden?

Spørgsmål: Hvad er faste partikler i forhold til atmosfæren?

Spørgsmål: Er der en klar grænse mellem atmosfæren og det ydre rum?

Spørgsmål: Hvor meget af Jordens atmosfære befinder sig inden for 11 km fra Jordens overflade?

Spørgsmål: Hvornår troede man, at livet på Jorden begyndte?

Søg efter bogstav