Sisältö
- Ilman olemassaolo
- Maapallon ensimmäinen ilmapiiri
- Maan toinen ilmapiiri
- Maan kolmas (ja nykyinen) ilmapiiri
- Asuminen ilmameressä
- Ilma, (melkein) kaikkialla
Elämä maan päällä ui ilmameren pohjassa. Vierailijat muualta aurinkokunnasta eivät löytäneet Maan ilmakehän kutsuvaa. Jopa Maan varhaisimmat elämänmuodot löytäisivät Maan nykyisen ilmamassan myrkylliseksi. Silti maapallon asukkaat menestyvät tässä ainutlaatuisessa typpi- happiseoksessa, jota ihmiset kutsuvat ilmaan.
Ilman olemassaolo
Ilman olemassaolo maan päällä, kuten muiden planeettojen ilmapiirit, alkoi ennen kuin planeetta edes muodostui. Maapallon nykyinen ilmapiiri kehittyi tapahtumasarjan avulla, joka alkoi yhteensopiva aurinkokunta.
Maapallon ensimmäinen ilmapiiri
Maapallon ensimmäinen ilmapiiri, kuten varhaisen maan muodostavat pöly ja kivet, tulivat yhteen aurinkojärjestelmän muodostuessa. Tuo ensimmäinen ilmapiiri oli ohut kerros vety ja helium joka puhalsi pois kuumien kivien kaaoksesta, josta lopulta tuli Maa. Tämä väliaikainen vety- ja heliumilmapiiri tuli auringosta muuttuneen kaasupallon jäännöksistä.
Maan toinen ilmapiiri
Kuuma kivimassa, josta tuli Maa, kesti kauan jäähtyä. Tulivuoret kuplivat ja vapauttivat kaasuja maan sisäosasta miljoonien vuosien ajan. Pääasialliset vapautetut kaasut koostuivat hiilidioksidista, vesihöyrystä, rikkivedystä ja ammoniakista. Ajan myötä nämä kaasut kertyivät muodostamaan Maan toisen ilmakehän. Noin 500 miljoonaa vuotta, maa jäähtyi tarpeeksi vettä kerääntyäkseen, jäähdyttäen edelleen maata ja muodostaen lopulta maan ensimmäisen valtameren.
Maan kolmas (ja nykyinen) ilmapiiri
Maapallojen ensimmäiset tunnistettavat fossiilit, mikroskooppiset bakteerit, ovat peräisin noin 3,8 miljardia vuotta. Sinileväbakteerit asuttivat maailman valtameriä 2,7 miljardia vuotta sitten. syanobakteerit vapautti happea ilmakehään fotosynteesin kautta. Kun ilmakehän happea lisääntyi, fotosynteettisten syanobakteerien kuluttama hiilidioksidi väheni.
Samaan aikaan auringonvalo aiheutti ilmakehän ammoniakin hajoamista typpeksi ja vedyksi. Suurin osa ilmaa kevyemmästä vedystä leijui ylöspäin ja lopulta pakeni avaruuteen. Typpi kuitenkin lisääntyi vähitellen ilmakehään.
Noin 2,4 miljardia vuotta sitten ilmakehän lisääntyvä typpi ja happi johtivat siirtymiseen varhaispelkistävästä ilmakehästä nykyaikaiseen hapettava ilmapiiri. Nykyinen ilmapiiri, jossa on 78 prosenttia typpeä, 21 prosenttia happea, 0,9 prosenttia argonia, 0,03 prosenttia hiilidioksidia ja pieniä määriä muita kaasuja, pysyy suhteellisen vakaana kasvien ja bakteerien fotosynteesin takia, joka on tasapainotettu eläinten hengityksellä.
Asuminen ilmameressä
Suurin osa maapallon säästä ja elämästä tapahtuu troposfäärissä, ilmakehän kerros lähinnä maapallon pintaa. Merenpinnalla ilmanpaineen voima on yhtä suuri 14,70 puntaa neliötuumaa kohti (Psi). Tämä voima tulee koko ilmakolonnin massasta pinnan jokaisen neliötuuman yläpuolella. Joten mistä ilma tulee autosta? Koska autot eivät ole ilmatiivisissä astioissa, auton yläpuolella ja sitä ympäröivä ilmavoima työntää ilmaa autoon.
Mutta mistä ilma tulee koneesta? Lentokoneet ovat ilmatiivisempää kuin autot, mutta eivät täysin ilmatiiviit. Koneen yläpuolella ja sitä ympäröivän ilman voima täyttää koneen ilmalla. Valitettavasti nykyaikaiset lentokoneet risteilevät vähintään 30 000 metrin korkeudella, jos ilma on liian ohut ihmisten hengittämiseen.
Matkustamon ilmanpaineen nostaminen selviytyvään paineeseen edellyttää, että osa ilmasta ohjataan lentokoneiden moottoreista. Moottorien puristama ja lämmittämä ilma liikkuu jäähdyttimien, tuulettimien ja jakoputkien läpi ennen kuin ne lisätään ilmaan lentokoneessa. Paineanturit avaavat ja sulkevat poistoventtiilin ylläpitääksesi matkustamon ilmanpainetta välillä 5000–8000 jalkaa merenpinnan yläpuolella.
Suuremman ilmanpaineen ylläpitäminen korkeammilla korkeuksilla vaatii lentokoneen kuoren rakenteellisen lujuuden lisäämistä. Mitä suurempi ero sisäilman ja ulkoisen ilmanpaineen välillä, sitä vahvempi ulkokuori vaaditaan. Vaikka merenpinnan paine on mahdollinen, paine vastaa 7000 jalkaa merenpinnan yläpuolella, noin 11 psi, käytetään usein lentokoneiden hytteissä. Tämä paine on mukava useimmille ihmisille vähentäen samalla koneen massaa.
Ilma, (melkein) kaikkialla
Joten mistä ilma tulee kiehuvassa vedessä? Yksinkertaisesti sanottuna vastaus on liuennut ilma. Veteen liuenneen ilman määrä riippuu lämpötilasta ja paineesta. Lämpötilan noustessa veteen liukenevan ilman määrä vähenee. Kun vesi saavuttaa kiehumislämpötilan, 100 ° C (212 ° F), liuennut ilma tulee ulos liuoksesta. Koska ilma on vähemmän tiheää kuin vesi, ilmakuplat nousevat pintaan.
Toisaalta veteen liukenevan ilman määrä kasvaa paineen noustessa. Veden kiehumispiste laskee korkeudella, koska ilmanpaine laskee. Kannen käyttäminen nostaa veden pintapainetta, nostaen kiehumislämpötilaa. Alemman paineen vaikutus kiehumislämpötiloihin vaatii reseptin säätämistä keitettäessä korkeammalla.