Содержание кислорода в воздухе в процентах норма

Моряки проверяют дыхательные аппараты в море.

Безопасный дыхательный газ для гипербарического применения обладает четырьмя основными характеристиками:

Дыхательные газы для использования при давлении окружающей среды ниже нормального атмосферного давления обычно представляют собой чистый кислород или воздух, обогащенный кислородом, чтобы обеспечить достаточное количество кислорода для поддержания жизни и сознания или для обеспечения более высоких уровней нагрузки, чем это было бы возможно при использовании воздуха. Обычно дополнительный кислород подается в виде чистого газа, добавляемого в дыхательный воздух при вдыхании, или через систему жизнеобеспечения.

Гипобарические дыхательные газовые смесиПравить

Дыхательные газовые смеси для использования при пониженном давлении окружающей среды используются для полетов на большой высоте в негерметичных самолётах, в космических полётах, особенно в скафандрах и для альпинизма на большой высоте. Во всех этих случаях главное внимание уделяется обеспечению адекватного парциального давления кислорода. В некоторых случаях в дыхательную газовую смесь добавляется кислород для достижения достаточной концентрации, а в других случаях дыхательная газовая смесь может состоять целиком из чистого или почти чистого кислорода. Системы замкнутого контура могут использоваться для экономии дыхательной газовой смеси, которая может быть в ограниченном количестве — в случае альпинизма пользователь должен иметь при себе дополнительный кислород, а в космическом полёте стоимость подъёма массы на орбиту очень высока.

Медицинские дыхательные газовые смесиПравить

Использование в медицине дыхательных газовых смесей, отличающихся от воздуха, включает в себя кислородную терапию и анестезию.

Определение и медицинское использование

Испаритель содержит жидкий анестетик и превращает его в газ для ингаляции (в данном случае севофлуран)

Бутылки с севофлураном, изофлураном, энфлураном и десфлураном, распространенными анестетиками на основе фторированного эфира, используемыми в клинической практике. Эти вещества имеют цветовую маркировку в целях безопасности. Обратите внимание на специальный фитинг для десфлурана, который кипит при комнатной температуре.

Ингаляционный анестетик — это химическое соединение, обладающее общими анестезирующими свойствами, которое может быть введено путем ингаляции. Вещества, представляющие значительный современный клинический интерес, включают летучие анестетики, такие как изофлуран, севофлуран и десфлуран, и анестезирующие газы, такие как закись азота и ксенон.

Анестезирующие газы вводятся анестезиологами (термин, который включает анестезиологов, медсестер-анестезиологов и ассистентов анестезиолога) через анестезиологическую маску, дыхательные пути гортанной маски или трахеальную трубку, подключенную к испарителю анестетика и наркозному аппарату.
Аппарат для анестезии или наркозный аппарат или аппарат Бойля используются для поддержки введения анестезии. Наиболее распространенным типом анестезиологической машины, используемой в развитых странах, является анестезиологическая машина непрерывного действия, которая предназначена для обеспечения точной и непрерывной подачи медицинских газов (таких как кислород и закись азота), смешанных с точной концентрацией паров анестетика (например, изофлуран), и доставки их пациенту при безопасном давлении и потоке. Современные аппараты включают в себя аппараты искусственной вентиляции лёгких, отсасывающее устройство и устройства для наблюдения за пациентом. Выдыхаемый газ пропускается через скруббер для удаления углекислого газа, а пары анестетика и кислород пополняются по мере необходимости, прежде чем смесь будет возвращена пациенту.

СсылкиПравить

Сколько же воздуха нужно человеку?

Общий объём легких у человека 3 — 4 литра. Это средние показатели, которые легко замеряются путем измерения выдыхаемого воздуха после глубокого вдоха. Такой прибор есть в каждой поликлинике. Средний показатель у женщин 3 л, а у мужчин 4 л. Конечно у тренированных людей, деятельность которых связана с задержкой дыхания этот объём гораздо выше и превышает вдвое указанные выше средние показатели. У людей, занимающихся подводным погружением без дыхательного оборудования, объём достигает 8 литров. Но мало кто знает, что после полного выдоха в легких остается 1−1,5 литра остаточного воздуха. Поэтому и возникло название «легкие». У мертвого человека также воздух остается в легких, чем и объясняется малый удельный вес этого органа. Кусочек легкого всплывает в воде если животное или человек произвел в жизни хотя бы один вдох. Достаточно вдоха и остаточный воздух займет свое место.

Взрослый человек в спокойном состоянии осуществляет 16 — 20 дыхательных движений за минуту. При этом объём вдоха всего 500 мл, а не 3−4 литра. То есть в легкие попадает 1/6 — 1/8 их реального объёма. И при этом до альвеол (система организма преобразующая кислород воздуха в кислород в крови) доходит примерно 300−350 мл. Остальные 150−200 мл воздуха остаются в воздухоносных путях. Следовательно, происходит обновление только около 1/7 — 1/10 воздуха которые могут содержаться в легких (3−4 литра). Другими словами, воздух в легких разводится со свежим, а не обновляется. В этом есть логика. Воздух находящийся в легких всегда примерно одного состава по пропорции содержания газов. Кровь в альвеолах контактирует с воздухом легких примерно одинакового процентного газового набора.

У грудного ребенка частота дыхания составляет 55−75 раз в минуту, к пяти годам уже в среднем 26, а в 16−20 уже около 20 раз в минуту. Взрослый человек делает 16 вдохов в минуту. Таким образом зная показания по количеству и объёму можно рассчитать общий объём дыхания в минуту в спокойном состоянии. Это равно 500×16 и получится 8000мл.Если мышцы человека работают и требуется больше кислорода, то количество дыхательных движений за одну минуту увеличивается. И вентиляция легких, равная в покое в примерно восьми литрам, уже при тяжелом физическом труде увеличивается в двадцать раз. Мышечная работа приводит к учащению и углублению дыхания. У хорошо тренированных спортсменов проходит через легкие до ста сорока литров в минуту!Теперь для удобства дальнейших расчётов переведем все в кубометры. В одном кубометре тысяча литров. Исходя из приведенных выше цифр, через легкие человека за сутки будут перекачаны около 12 кубических метров воздуха (если нет тяжелого физического труда).

Таким образом, человеку нужно ВСЕГО 0,5 кубометра в час для поддержания в нормальном состоянии окислительных процессов в организме.

Тогда сразу возникает закономерный вопрос о причинах гибели от удушья например в завалах и лавинах если не от недостатка кислорода.Ответ на этот вопрос в статье про углекислый газ и его вред.

Теперь добавим проветривание или воздухообмен. Следующим шагом попробуем рассчитать, что происходит в помещении офиса или дома если конечно мы не занимаемся в этих местах спортом или тяжелым физическим трудом. Получается, что в 10 метровой герметичной комнате с потолком 2.5 метра содержится 25 кубометров воздуха и человеку должно хватать кислорода в воздухе на примерно на 50 часов. Это конечно чистый расчёт и много зависит от индивидуальных особенностей человека, но для понимания сути дальнейших выводов достаточно. Только прошу не проводить практический эксперимент, не дочитав до конца про другие факторы комфорта среды.

Теперь добавим элемент — проветривание, а если правильно, то воздухообмен. Старый воздух заменяется на новый. Поскольку в помещении, в отличии от улицы происходит смешение свежего воздуха с уже находящимся в помещении, то будем считать, что в каждом кубе воздуха обновляется 20% в час за счет проветривания. Это значит в нашу опытную 10 метровую комнату поступит каждый час 5 кубометров. При таком расчёте, мы будем иметь каждый час десятикратное превышение необходимого человеку кислорода. Теперь сколько это будет в пересчете на площадь комнаты? А на один квадратный метр будет приходится всего 0,5 кубометра в час. И это с десятикратным запасом!При проветривании разу возникает задача защиты от вредных веществ находящихся в городском воздухе. Это внушительный букет начинающийся от пыльцы и других аллергенов и заканчивая пылью, сигаретным дымом и выхлопными газами. Все это попадает к нам в организм через легкие и наносит существенный вред здоровью. Подробнее об этой опасности в статье о загрязнении городского воздуха

тогда сразу возникает вопрос:

Организация вентиляции в квартире. Нормы и требования

В настоящее время появились системы которые могут обеспечить приток фильтрованного воздуха для квартиры или офиса. Большинство средств по уходу за воздухом эту задачу не выполняют. Кондиционер охлаждает, а увлажнитель увлажняет. Воздухоочиститель моет грязный воздух, который вы запустили в помещение при проветривании и им же дышите. Как только он очистит воздух — нужно проветривать заново. Ни одно из этих устройств не обеспечивает приток свежего и чистого воздуха.

Бризеры и рекуператоры обеспечивают приток и фильтрацию воздуха, но для их монтажа необходимо сверлить стены и проводить проводку. Эти сложные приборы дороги и требуют регулярной замены фильтров и энергозависимы.

Обеспечить себя чистым воздухом в условиях города экономично и просто стало реально с появлением инновационных оконных фильтров.

Оконные фильтры произведены с использованием нано-волокон, долговечны в эксплуатации, легко моются водой, не требуют профессионального обслуживания, энергонезависимы и гарантируют необходимый воздухообмен.

Примерное время чтения: 2 минуты

Синоптики предупреждают жителей Москвы и Московской области о «погодной гипоксии» — пониженном содержании кислорода в воздухе. Помимо этого, в столичном регионе во вторник, 24 ноября, выражены междусуточные колебания температуры, наблюдается высокая влажность и неустойчивое атмосферное давление. Все эти погодные проявления могут сказаться на самочувствии людей, сообщает портал «Метеоновости».

Какой показатель содержания кислорода в воздухе считается пониженным?

Содержание кислорода в воздухе отличается в разных природных зонах и условиях. Наибольший уровень его содержания фиксируют на берегу океана (21,9%), а также в лесу и экологически чистых районах (21,6%). В городе нормой содержания кислорода в воздухе считается 20,9%.

При снижении этих показателей метеорологи могут предупреждать о «погодной гипоксии». Как правило, речь идет об уменьшении показателя всего на десятые, а то и сотые доли процента. Но и это становится ощутимым для организма.

Минимально допустимой концентрацией кислорода в воздухе, при которой человек может дышать самостоятельно и чувствовать себя относительно нормально, считается 19,5%. Снижение этого показателя до 16% приводит к головокружению и учащению дыхания, до 12-13% — к потере сознания, а до 7% — к коме и смерти.

На ком сильнее сказываются «погодная гипоксия» и перепады других метеорологических параметров?

Пониженное содержание кислорода в воздухе может приводить к гипоксемии — состоянию организма, которое проявляется недостаточным содержанием кислорода в крови. При нем у человека могут возникать сонливость, головокружение, общая слабость. Также при гипоксемии наблюдаются учащение дыхания и сердцебиения, снижение артериального давления, возможны симптомы сердечной и дыхательной недостаточности, обмороки. Гипоксемия может ухудшить состояние людей, которые страдают заболеваниями органов дыхания и сердечно-сосудистой системы.

«Метеоновости» предупреждают, что погодные условия, сложившиеся в Москве, могут повлиять на самочувствие метеозависимых людей с различными хроническими заболеваниями. Чаще всего у них появляются головные боли, «ноют» суставы, обостряются болезни дыхательной системы, возникают симптомы психологического недомогания.

Наиболее восприимчивы к погодным колебаниям люди с заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Из-за перепадов атмосферного давления возникает нагрузка на сосуды, что может приводить к учащению приступов стенокардии, колебаниям артериального давления, головным болям. Могут появиться одышка и ощущение нехватки кислорода.

В группе риска также находятся пожилые люди, особенно страдающие воспалительными заболеваниями суставов и органов дыхания. Синоптики предупреждают, что почувствовать недомогание могут и практически здоровые жители Москвы.

Во́здух — смесь газов, главным образом состоящая из азота и кислорода (в совокупности 98—99 % в зависимости от влажности, то есть концентрации водяного пара), а также аргона, углекислого газа, водорода, образующая земную атмосферу. Воздух составляет воздушную оболочку Земли и необходим для нормального существования аэробных живых организмов. Кислород, содержащийся в воздухе, в процессе дыхания поступает в клетки организма и используется в процессе окисления, в результате которого происходит выделение необходимой для жизни энергии (метаболизм, аэробы). В промышленности и в быту кислород воздуха используется для сжигания топлива с целью получения тепла и механической энергии в двигателях внутреннего сгорания. Из воздуха, используя метод сжижения, добывают инертные газы.

Доказательства зонального распределения температуры воздуха: температура понижается от экватора к полюсам. В этом направлении угол падения солнечных лучей уменьшается, что приводит к снижению нагревания земной поверхности. Средняя годовая температура на всей земной поверхности +14 °C. Южное полушарие холоднее Северного.

Химический составПравить

Состав земной атмосферы по объёму, за исключением водяного пара.

Состав воздуха может меняться в небольших пределах: в крупных городах содержание углекислого газа немного выше, чем в лесах; в высокогорье и на больших высотах концентрация кислорода немного ниже вследствие того, что молекулы кислорода тяжелее молекул азота и потому концентрация кислорода с высотой уменьшается быстрее.

Существенное влияние на концентрацию газов в воздухе оказывает водяной пар, концентрация которого зависит от температуры, влажности, времени года, климата. Так, при температуре 0 °C воздуха может содержать максимально 5 граммов воды, а при температуре +10 °C — уже 10 граммов.

Физические свойстваПравить

См. также Жидкий воздух

Воздух в философииПравить

В философии Эмпедокла воздух (аэр) — это одна из четырёх стихий космоса, наряду с огнём, землёй и водой. В философии Аристотеля воздух относится к подлунным лёгким элементам.

Воздух в искусствеПравить

• Gribbin, John. Science. A History (1543-2001). — L.: Penguin Books, 2003. — 648 с. — ISBN 978-0-140-29741-6.
• В.Г. Фастовский, А.Е. Ровинский, Ю.В. Петровский. Инертные газы. Изд. 2. — Москва: Атомиздат, 1972. — С. 6. — 352 с.
• // Физическая энциклопедия / под. ред. А. М. Прохорова. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 4.
• Ковальчук Т. Ю. Структура художественного пространства в лирике Д. С. Мережковского 1880—1900-х годов Архивная копия от 18 января 2015 на Wayback Machine // Вестник Челябинского государственного университета. Филология. Искусствоведение. — Вып. 49.— 2010. — № 34 (215). — С. 58.
• Энциклопедия символов, знаков, эмблем. / авт.-сост. В. Андреева и др. — М. : МИФ : АСТ, 2001. — С. 96—97.
• // Символы, знаки, эмблемы: Энциклопедия / авт.-сост. В. Э. Багдасарян, И. Б. Орлов, В. Л. Телицын; под общ. ред. В. Л. Телицына. — 2-е изд. — М.: ЛОКИД-ПРЕСС, 2005. — 495 с.

Эта статья об атмосфере Земли, существуют другие значения термина Атмосфера

Атмосфе́ра Земли́ (от. др.-греч.  — пар и  — шар) — газовая оболочка, окружающая планету Земля, одна из геосфер. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя переходит в околоземную часть космического пространства.

Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Состояние атмосферы определяет погоду и климат на поверхности Земли. Изучением погоды занимается метеорология, а климатом и его вариациями — климатология.

Граница атмосферыПравить

Атмосфера Земли (снимок с МКС, 2006). На больших высотах атмосфера становится очень разрежённой, так что её присутствием можно пренебречь.

Суммарная масса воздуха в атмосфере — (5,1—5,3)⋅1018 кг. Из них масса сухого воздуха составляет (5,1352 ± 0,0003)⋅1018 кг, общая масса водяных паров в среднем равна 1,27⋅1016 кг.

Молярная масса чистого сухого воздуха составляет 28,966 г/моль, плотность воздуха у поверхности моря приблизительно равна . Давление при 0 °C на уровне моря составляет 101,325 кПа; критическая температура — −140,7 °C (~ 132,4 К); критическое давление — 3,7 МПа;   при 0 °C — 1,0048⋅103 Дж/(кг·К),   — 0,7159⋅103 Дж/(кг·К) (при 0 °C). Растворимость воздуха в воде (по массе) при 0 °C — 0,0036 %, при 25 °C — 0,0023 %.

За «нормальные условия» у поверхности Земли приняты: плотность 1,225 кг/м3, барометрическое давление 101,325 кПа, температура +15 °C, влажность 0 %. Эти условные показатели имеют чисто инженерное значение.

Атмосфера Земли возникла в результате двух процессов: испарения вещества космических тел при их падении на Землю и выделения газов при вулканических извержениях (дегазация земной мантии). С выделением океанов и появлением биосферы атмосфера изменялась за счёт газообмена с водой, растениями, животными и продуктами их разложения в почвах и болотах.

В настоящее время атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения).

Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды ( ) и углекислого газа ( ), концентрация которого растёт с середины XX века.

Кроме указанных в таблице газов, в атмосфере содержатся   и другие оксиды азота ( ,  ), пропан и другие углеводороды,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , пары  ,  ,  , а также многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твёрдых и жидких частиц (аэрозоль). Самым редким газом в Земной атмосфере является  .

Строение атмосферыПравить

Дневное и ночное состояние атмосферы Земли

Пограничный слой атмосферы

Нижний слой тропосферы (1—2 км толщиной), в котором состояние и свойства поверхности Земли непосредственно влияют на динамику атмосферы.

Её верхняя граница находится на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом.
Нижний, основной слой атмосферы содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 метров.

Переходный слой от тропосферы к стратосфере, слой атмосферы, в котором прекращается снижение температуры воздуха с возрастанием высоты.

Слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25—40 км от −56,5 до +0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой. В середине XIX века полагали, что на высоте 12 км (6 тыс. туазов) заканчивается атмосфера Земли (Пять недель на воздушном шаре, 13 гл). В стратосфере располагается озоновый слой, который защищает Землю от ультрафиолетового излучения.

Пограничный слой атмосферы между стратосферой и мезосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место максимум (около 0 °C).

Мезосфера начинается на высоте 50-55 км и простирается до 80-100 км, точная высота границ мезосферы зависит от широты и времени года. Температура с высотой понижается со средним вертикальным градиентом (0,25—0,3)°/100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул и так далее, обусловливают свечение атмосферы.

Переходный слой между мезосферой и термосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место минимум (около −90 °C).

Область атмосферы, прилегающая сверху к термосфере. В этой области поглощение солнечного излучения незначительно и температура практически не меняется с высотой.

Экзосфера (сфера рассеяния)

Атмосферные слои до высоты 120 км

До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжёлых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °C в стратосфере до минус 110 °C в мезосфере. Однако кинетическая энергия отдельных частиц на высотах 200—250 км соответствует температуре ~ 150 °C. Выше 200 км наблюдаются значительные флуктуации температуры и плотности газов во времени и пространстве.

На высоте около 2000—3500 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум, который заполнен редкими частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода. Но этот газ представляет собой лишь часть межпланетного вещества. Другую часть составляют пылевидные частицы кометного и метеорного происхождения. Кроме чрезвычайно разрежённых пылевидных частиц, в это пространство проникает электромагнитная и корпускулярная радиация солнечного и галактического происхождения.

На долю тропосферы приходится около 80 % массы атмосферы, на долю стратосферы — около 20 %; масса мезосферы — не более 0,3 %, термосферы — менее 0,05 % от общей массы атмосферы.

На основании электрических свойств в атмосфере выделяют нейтросферу и ионосферу.

В зависимости от состава газа в атмосфере выделяют гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, так как их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже её лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы, называемая гомосфера. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.

Другие свойства атмосферы и воздействие на человеческий организмПравить

Уже на высоте 5 км над уровнем моря у нетренированного человека появляется кислородное голодание и без адаптации работоспособность человека значительно снижается. Здесь кончается физиологическая зона атмосферы. Дыхание человека становится невозможным на высоте 9 км, хотя примерно до 115 км атмосфера содержит кислород.

Атмосфера снабжает нас необходимым для дыхания кислородом. Однако вследствие падения общего давления атмосферы по мере подъёма на высоту соответственно снижается и парциальное давление кислорода.

В лёгких человека постоянно содержится около 3 л альвеолярного воздуха. Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе при нормальном атмосферном давлении составляет 110 мм рт. ст., давление углекислого газа — 40 мм рт. ст., а паров воды — 47 мм рт. ст. С увеличением высоты давление кислорода падает, а суммарное давление паров воды и углекислоты в лёгких остаётся почти постоянным — около 87 мм рт. ст. Поступление кислорода в лёгкие полностью прекратится, когда давление окружающего воздуха станет равным этой величине.

С точки зрения физиологии человека «космос» начинается уже на высоте около 19—20 км. На этой высоте давление атмосферы снижается до 47 мм рт. ст. и температура кипения воды равна температуре тела — 36,6 °C, что приводит к кипению воды и межтканевой жидкости в организме человека. Вне герметичной кабины на этих высотах смерть наступает почти мгновенно.

Плотные слои воздуха — тропосфера и стратосфера — защищают нас от поражающего действия радиации. При достаточном разрежении воздуха, на высотах более 36 км, интенсивное действие на организм оказывает ионизирующая радиация — первичные космические лучи; на высотах более 40 км действует опасная для человека ультрафиолетовая часть солнечного спектра.

По мере подъёма на всё большую высоту над поверхностью Земли постепенно ослабляются, а затем и полностью исчезают такие привычные для нас явления, наблюдаемые в нижних слоях атмосферы, как распространение звука, возникновение аэродинамической подъёмной силы и сопротивления, передача тепла конвекцией и другие.

В разрежённых слоях воздуха распространение звука оказывается невозможным. До высот 60—90 км ещё возможно использование сопротивления и подъёмной силы воздуха для управляемого аэродинамического полёта. Но начиная с высот 100—130 км, знакомые каждому лётчику понятия числа М и звукового барьера теряют свой смысл: там проходит условная линия Кармана, за которой начинается область чисто баллистического полёта, управлять которым можно, лишь используя реактивные силы.

На высотах выше 100 км атмосфера лишена и другого замечательного свойства — способности поглощать, проводить и передавать тепловую энергию путём конвекции (то есть с помощью перемешивания воздуха). Это значит, что различные элементы оборудования, аппаратуры орбитальной космической станции не смогут охлаждаться снаружи так, как это делается обычно на самолёте, — с помощью воздушных струй и воздушных радиаторов. На такой высоте, как и вообще в космосе, единственным способом передачи тепла является тепловое излучение.

История образования атмосферыПравить

Согласно наиболее распространённой теории, атмосфера Земли на протяжении истории последней перебыла в трёх различных составах:

Однако геологическая летопись показывает непрерывную относительно тёплую поверхность в течение всей ранней температурной записи Земли, за исключением одной холодной ледниковой фазы около 2,4 миллиарда лет назад. В позднем архее начала развиваться кислородсодержащая атмосфера, по-видимому, созданная фотосинтезирующими цианобактериями (см. Кислородная катастрофа), которые были обнаружены в виде окаменелостей строматолитов 2,7 млрд лет назад. Ранняя основная изотопия углерода (en:Stable isotope ratio) убедительно свидетельствует об условиях, подобных нынешним, и о том, что фундаментальные черты геохимического углеродного цикла установились уже 4 млрд лет назад.

Образование большого количества азота   обусловлено окислением аммиачно-водородной атмосферы молекулярным кислородом  , который стал поступать с поверхности планеты в результате фотосинтеза, начиная с 3 млрд лет назад. Также азот   выделяется в атмосферу в результате денитрификации нитратов и других азотосодержащих соединений. Азот окисляется озоном до   в верхних слоях атмосферы.

Азот   вступает в реакции лишь в специфических условиях (например, при разряде молнии). Окисление молекулярного азота озоном при электрических разрядах в малых количествах используется в промышленном изготовлении азотных удобрений. Окислять его с малыми энергозатратами и переводить в биологически активную форму могут цианобактерии (сине-зелёные водоросли) и клубеньковые бактерии, формирующие ризобиальный симбиоз с бобовыми растениями, которые могут быть эффективными сидератами — растениями, которые не истощают, а обогащают почву естественными удобрениями.

Состав атмосферы начал радикально меняться с появлением на Земле живых организмов, в результате фотосинтеза, сопровождающегося выделением кислорода и поглощением углекислого газа. Первоначально кислород расходовался на окисление восстановленных соединений — аммиака, углеводородов, закисной формы железа, содержавшейся в океанах и другом. По окончании данного этапа содержание кислорода в атмосфере стало расти. Постепенно образовалась современная атмосфера, обладающая окислительными свойствами. Поскольку это вызвало серьёзные и резкие изменения многих процессов, протекающих в атмосфере, литосфере и биосфере, это событие получило название Кислородная катастрофа.

В течение фанерозоя состав атмосферы и содержание кислорода претерпевали изменения. Они коррелировали прежде всего со скоростью отложения органических осадочных пород. Так, в периоды угленакопления содержание кислорода в атмосфере, видимо, заметно превышало современный уровень.

Содержание в атмосфере   зависит от вулканической деятельности и химических процессов в земных оболочках, от интенсивности биосинтеза и разложения органики в биосфере Земли. Практически вся текущая биомасса планеты (около 2,4⋅1012 тонн) образуется за счёт углекислоты, азота и водяного пара, содержащихся в атмосферном воздухе. Захороненная в океане, в болотах и в лесах органика превращается в уголь, нефть и природный газ.

Содержание углекислого газа в атмосфере зависит также от растворимости газа в воде океанов, что связано с температурой воды и её кислотностью.

Источниками инертных газов являются вулканические извержения и распад радиоактивных элементов. Земля в целом, и атмосфера в частности, обеднены инертными газами по сравнению с космосом и некоторыми другими планетами. Это относится к гелию, неону, криптону, ксенону и радону. Концентрация же аргона, напротив аномально высока и составляет почти 1 % от газового состава атмосферы. Большое количество данного газа обусловлено интенсивным распадом радиоактивного изотопа калий-40 в недрах Земли.

Загрязнение атмосферыПравить

В последнее время на эволюцию атмосферы стал оказывать влияние человек. Результатом человеческой деятельности стал постоянный рост содержания в атмосфере углекислого газа из-за сжигания углеводородного топлива, накопленного в предыдущие геологические эпохи.
Громадные количества   потребляются при фотосинтезе и поглощаются мировым океаном. Этот газ поступает в атмосферу благодаря разложению карбонатных горных пород и органических веществ растительного и животного происхождения, а также вследствие вулканизма и производственной деятельности человека. За последние 100 лет содержание   в атмосфере возросло на 10 %, причём основная часть (360 млрд тонн) поступила в результате сжигания топлива. Если темпы роста сжигания топлива сохранятся, то в ближайшие 200—300 лет количество   в атмосфере удвоится и может привести к глобальным изменениям климата.

Сжигание топлива — основной источник загрязняющих газов ( ,  ,  ). Диоксид серы окисляется кислородом воздуха до  , а оксид азота до   в верхних слоях атмосферы, которые в свою очередь взаимодействуют с парами воды, а образующиеся при этом серная кислота   и азотная кислота   выпадают на поверхность Земли в виде так называемых кислотных дождей. Использование двигателей внутреннего сгорания приводит к значительному загрязнению атмосферы оксидами азота, углеводородами и соединениями свинца (тетраэтилсвинец  , его использование в бензине существенно снижено в последние десятилетия).

Аэрозольное загрязнение атмосферы обусловлено как естественными причинами (извержение вулканов, пыльные бури, унос капель морской воды и пыльцы растений и другое), так и хозяйственной деятельностью человека (добыча руд и строительных материалов, сжигание топлива, изготовление цемента и тому подобное). Интенсивный широкомасштабный вынос твёрдых частиц в атмосферу — одна из возможных причин изменений климата планеты.