66. Геохімія атмосфери

Атмосфера - газоподібна оболонка Землі, вона поділяється на:

• тропосферу (рівні висот - 0-17 або 0-18 км), тут температура знижується з висотою, досягаючи мінімуму (тропопауза) - над полюсами -55°C, а над тропіками -75°C (назва походить від tropos - поворот);

• стратосферу (рівні висот - 18-55 км), де температура підвищується до 0°C (стратопауза);

• мезосфера (рівні висот - 55-85(90) км), тут температура знову знижується і досягає -85°C;

• термосфера (рівні висот - 90-400 км), де температура знову зростає, досягаючи 700-900°C;

• екзосфера (понад 400 км), тут повітря настільки розріджене (тиск 7,5*10^-11 Па), що говорити про температуру в земному розумінні цього слова важко.

Область підвищеної концентрації озону розташована на висотах 20-60 км, при цьому максимальні концентрації (так званий "озоновий шар") спостерігаються на висотах 20-25 км.

Співвідношення кількості газів у різних областях поширення такі (у %): атмосфера - 96,87%, гідросфера - 1,82%, верхній прошарок кори вивітрювання (до глибини 12 м)- 0,01%, стратосфера -1,30%. У тропосфері зосереджено близько 80% усієї маси атмосфери. За сучасними уявленнями атмосфера створювалася поступово в ході геологічного розвитку Землі. Атмосфера має властивості колоїдних систем.

Хімічний склад підземної атмосфери коливається в значних межах і суттєво відрізняється від надземної. В ній, як правило, більше CO₂, вища вологість, іншій вміст мікрокомпонентів. Вуглекислий газ утворюється в грунтовому повітрі за рахунок процесів дихання коренів, тварин, мікроорганізмів; його вміст коливається від 0,15% до 0,65%, а часом може досягати 2% і більше.

У деяких ландшафтах у підземній атмосфері підвищений вміст метану («болотний газ»), H₂S, N₂O, NH₃ і інших газоподібних продуктів.

Будучи продуктами різноманітних геохімічних і біогеохімічних процесів і реакцій, що протікають у земній корі, гази знаходяться в постійній взаємодії з гірськими породами, природними водами і живими організмами, беруть участь у формуванні їхнього складу і різноманітних фізико-хімічних властивостей. Ця взаємодія здійснюється за допомогою їхньої активної міграції, обумовленої багатьма чинниками: здатністю до фільтрації та дифузії, летючістю, зміною пружності, характером розчинності і т.д.

Гази грунтів складаються з вуглекислоти - продукту окислювання органічних залишків, азоту (мабуть, повітряного походження), кисню і рідкісних газів.

Крім хімічних і біохімічних процесів, у земній корі повсюдно відбувається радіоактивний розпад елементів результатом котрого часто є утворення радіоактивних газів.

У геохімії ландшафтної оболонки велике також значення газів вулканічного походження. У тропосферу надходять газоподібні продукти диференціації глибинних зон Землі, грунтові гази в результаті фільтраційних, дифузійних і випарних процесів.

При вулканічних виверженнях в атмосферу надходить вулканічний попіл, різноманітні гази (H₂, CO₂, N₂, SO₂, S₂, Cl₂, H₂S, HCl, B(OH)₃, NH₃, CH₄ і інші), водяні пари.

Величезна кількість хімічних елементів бере участь у процесі випаровування, у водному круговороті речовини гідросфери, бере участь у формуванні хімічного складу поверхневих і підземних вод. Деякі гази (O₂, H₂, N₂, CO₂) беруть участь у процесах біосинтезу і фотосинтезу, входять до складу органічної речовини. Значний вплив на склад і міграцію газів робить діяльність людини.