A légkör összetétele, szerkezete

A légkör (atmoszféra) Földünket vékony gázrétegként veszi körül. Létünket ennek a gázburoknak köszönhetjük, hiszen ebben a rétegben találhatjuk az élővilág számára fontos lételemet az oxigént.
A légkör tömege: 5,2x10¹⁵ tonna, túlnyomó része az alsó 10-15 km-es zónában foglal helyet. A légkörben a gáz halmazállapotú anyagok mellett folyékony és szilárd halmazállapotban lévő anyagok is találhatók. A gázok összetételének tekintetében megkülönböztetünk állandó összetételű-, változó mennyiségű-, és erősen változó mennyiségű gázokat. A légkörben több hidrológiai ciklus és folyamat zajlik, úgymint: a párolgás, a vízgőz-szállítás, a csapadékképződés és az elfolyás.

A légkör kialakulása

Kutatók szerint a Föld 4,6 milliárd évvel ezelőtt alakult ki. Az ősbolygó (protoplanéta) légköre hidrogénből, héliumból, metánból, ammóniából, vígőzből és kén-hidrogénből állt. Ezek a kozmikus gázok a Föld anyagának szilárd alkotóelemeivel kémiai reakcióba léptek, és disszipálódtak, elillantak az őslégkörből. A változásba jelentős szerepet játszott a szélmozgás is. A Föld elsődleges atmoszférája eltűnt. Kutatók szerint a Föld a Holdhoz hasonlítható légkör nélküli égitest volt. Bolygónk másodlagos atmoszférája a vulkáni működések során felszabaduló gázokból és vízgőzből tevődött össze. Főként szén-dioxid, vízgőz, kén, nitrogén és hidrogén került a levegőbe. Ezeknek a gázoknak a keveréke vékony réteget alkotva felhalmozódott a Föld felszíne fölé. A gázréteg, elnyelte a Föld által kibocsátott hosszúhullámú sugárzást. A földkéregből kisugárzott hővel és a vulkánok működésével nemcsak a légkör CO² tartalma, hanem a hőmérséklet is emelkedni kezdett. A földfelszín hőmérséklete 3,5 - 3,6 milliárd évvel ezelőtt elérte a 0 °C -ot. A vízgőztartalom emelkedésével megindult a víz útjának folyamatos körforgása, és a földfelszín mélyedéseiben összegyűlt csapadékból kialakultak az ősóceánok. Az ősóceánokban az első puhatestű többsejtűek 1 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek. A Napból érkező veszélyes ultraibolya sugárzás akadálytalanul juthatott a víz felszínére, hiszen a légkör akkor még kevés oxigént és ózont tartalmazott. Csak a vizek olyan mély rétegeiben alakulhatott ki élet, ahova az ultraibolya sugárzás már nem juthatott le. Közel 10 méteres vízréteg már kellő biztonságot nyújt a sugárzás ellen. Az egyes fajok, élőlények kialakulásához szükséges fény ebben a rétegben rendelkezésre állt. A fotoszintetizáló élőlények anyagcseréjének köszönhetően a légkörben egyre több oxigén gyűlt össze, amely lehetővé tette a szárazföldi élet kialakulását is.
A Föld légkörébe érkező ulraibolya sugárzás az oxigén molekulák egy részét ózonná (három atomos oxigén) akakította át. Az oxigénszint növekedésével erősödött az ózonréteg és kialakult a Földünket körülvevő, védelmet nyújtó ózonpajzs.

METEOSAT-műholdkép a Földről
1994.július 23.
EUMETSAT-felvétel

A légkör szerkezete

Az atmoszférát is különböző rétegekre bonthatjuk. A szférákat elválasztó rétegeket pauzák különítik el egymástól. A Földtől felfele haladva a következő rétegeket különböztetjük meg:

• Troposzféra  (0-12 km-es magasságban helyezkedik el)
• Tropopauza  (megközelítőleg 12 km-es magasságban helyezkedik el)
• Sztratoszféra vagy ozonoszféra (12-50 km-es magasságban helyezkedik el)
• Sztratopauza  (megközelítőleg 50 km-es magasságban helyezkedik el)
• Mezoszféra  (50-85 km-es magasságban helyezkedik el)
• Mezopauza  (megközelítőleg 85 km-es magasságban helyezkedik el)
• Termoszféra  (85-1000 km-es magasságban helyezkedik el)
• Termopauza  (megközelítőleg 1000 km-es magasságban helyezkedik el.)
• Exoszféra  (1000 km feletti rétegek)

A különböző szféráknak az elhatárolódási alapja a hőmérséklet magasság szerinti viselkedése.

A légkör összetevői

Az atmoszférát állandó és változó összetételű gázok, cseppfolyós és szilárd anyagok alkotják. A szilárd- és cseppfolyós anyagokat aeroszol részecskéknek nevezzük. A levegő összességéhez mérten mennyiségük azonban igen csekély. A szakemberek a gázokat két fő szempont szerint csoportosítják: a légkörben való tartózkodási idejük, mennyiségük és térfogaton belüli arányuk szerint.
Azokat a gázokat, amelyek mennyisége hosszú távon változatlan marad állandó gázoknak nevezzük.
Azokat a légköri gázokat pedig, amelyek viszonylag rövid időn belül, néhány hónap/év vagy évtizeden belül változnak, azokat változó gázoknak hívjuk. Erősen változó gázok pedig néhány nap alatt is képesek változtatni mennyiségükön.
A változó gázok tartózkodási ideje a légkörben hozzávetőlegesen 4 hónaptól 15 évig terjedhet. Az erősen változó gázok jelenléte a légkörben nem tart tovább 14 napnál.
A levegőtérfogat 99,998%-át az alábbi fő összetevők alkotják:

A légkör összetételének fennmaradó százaléktöredékét az aeroszol részecskék és a nyomgázok alkotják. A változó összetevő gázok kis mennyiségük ellenére igen fontos szerepet játszanak a légköri folyamatok kialakításában. Az ózon kis mennyiségben van jelen, mégis életfontosságú szerepet tölt be. A légköri aeroszolok gyengítik a Föld felszínére érkező sugárzást.