علوم الأرض والجيولوجيا

نبذة تعريفية عن “الغلاف جوي” ونشأته

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الرابع

KFAS

الغلاف الجوي نشأة الغلاف الجوي علوم الأرض والجيولوجيا

الغلاف الجوي أو الغازي عبارة عن غطاء سميك من الغازات يحيط بالكرة الأرضية من جميع الجهات، ويمتد إلى أكثر من 1000 كيلومتر من سطح القشرة الأرضية.

والغلاف الجوي شفاف بالنسبة للأنواع المختلفة من الأشعة الشمسية التي تخترقه.

وعلى الرغم من أن الهواء أقل كثافة من المياه ومن صخور الأرض، إلا أن له وزناً، ويتولد عنه ضغط تبعاً لمدى ثقله.

 

وحيث أن الطبقات السفلى من الغلاف الجوي تنضغط بدرجة أكبر من تلك في طبقاته العليا، فإن كثافة الهواء تقل بسرعة مع الارتفاع عن سطح الأرض.

ويقدر العلماء وزن الكتلة الإجمالية للغلاف الجوي بنحو 56× 1410 طن – ويلاحظ أن نصف هذه الكتلة الهوائية لا تبعد عن سطح الأرض بأكثر من 5.5 كيلومتر، بل إن أكثر من 99% من جملة كتلة الغلاف الجوي لا تبعد أكثر من 30 كيلومتراً فقط من سطح الأرض.

ويحمي الغلاف الجوي سطح الكرة الأرضية من تساقط بقايا الشهب والنيازك من الفضاء الخارجي، حيث ينتج عن احتكاك هذه البقايا الكونية الساقطة بالغلاف الجوي احتراقها قبيل وصولها إلى سطح الأرض.

 

وتنعدم الحياة على سطح الأرض إذا انعدم وجود الغلاف الجوي حول الكرة الأرضية، حيث أن الهواء هو مصدر تكوين السحب وهبوب الرياح والعواصف وسقوط الأمطار، وتكوين الموارد المائية على سطح الأرض، كما أن بعض غازات الهواء (الأكسجين) يعتمد عليه كل من الإنسان والحيوان في عمليات التنفس.

هذا وينظم الغلاف الجوي القوة الكاملة للإشعاع الشمسي الساقط على الأرض، كما يمنع الفقدان الكلي للإشعاع الأرضي المرتد من سطح الأرض إلى أعالي الغلاف الجوي.

 

ومن ثم ينظم الغلاف الجوي درجات الحرارة بحيث تصبح مناسبة تماماً لحياة الإنسان.

(إذا ما تخيلنا عدم وجود الغلاف الجوي حول الأرض فترتفع درجة حرارة سطح الأرض إلى نحو 104ºس أثناء النهار، تنخفض هذه الحرارة إلى أقل من -145ºس أثناء الليل، ويصبح المدى الحراري اليومي كبيراً جداً كمثل ذلك الذي يتمثل فوق بعض كواكب المجموعة الشمسية، وتحت هذه الظروف الأخيرة تنعدم الحياة البشرية على سطح الأرض).

 

نشأة الغلاف الجوي: 

حاول العلماء معرفة كيفية نشوء الغلاف الجوي بمقارنة الخصائص العامة لكوكب الأرض وبقية كواكب المجموعة الشمسية، وقد اتضح أن معظم كواكب المجموعة الشمسية ليس لها غلاف جوي.

وأن الغازات التي تتمثل عند الأطراف العليا للغلاف الجوي لكوكب الأرض، تتألف من غازات خفيفة جداً تتألف من الإيدروجين والهليوم، ويندر وجود هذه الغازات الخفيفة بالقرب من سطح الأرض.

وعلى ذلك رأى العلماء بأن الغلاف الجوي لكوكب الأرض والذي يتألف أساساً من النتروجين والأكسجين قد تكوّن عند بداية ميلاد الكرة الأرضية نفسها أو أثناء مراحل تكوين القشرة الصخرية لسطح الأرض.

 

فعند انبثاق الغازات الأولية نتيجة لتفاعل المواد المشعة في باطن الأرض، تصاعدت الغازات إلى أعلى، وأخذت ترتب نفسها رأسياً بحسب كثافتها ومدى ثقلها.

ومن ثم تركز النتروجين والأكسجين بالقسم الأسفل من الغلاف الجوي، في حين صعد الهليوم والإيدروجين عند الأطراف العليا لهذا الغلاف.

وربما أتاحت هذه الظروف القديمة أيضاً الفرصة لتراكم بعض الغازات الفضائية(Cosmic gases) وتجمعها حول سطح الكرة الأرضية.

 

ويجدد الغلاف الجوي نفسه سنوياً وبصورة تدريجية وذلك عن طريق تصاعد الغازات الباطنية الأولية (أي التي تظهر على سطح الأرض لأول مرة) عند انبثاق الحمم البركانية على سطح الأرض (يلاحظ أن فعل النشاط البركاني كان عظيماً خلال حدوث الحركات التكتونية الكاليدونية والهرسينية والألبية خلال فترات التاريخ الجيولوجي الطويل).

كما تضاف بعض الغازات إلى الغلاف الجوي مع انبثاق مياه النافورات الحارة، وعند حدوث بعض التفاعلات الكيميائية لبعض المواد على سطح الأرض، ونتيجة لتحلل بعض النباتات والحيوانات والمواد العضوية المختلفة، وتحلل بعض التكوينات الصخرية واحتراق مواد الوقود.

 

هذا ويمر النتروجين بدورة مركبة في النشاط الذي تقوم به البكتيريا في التربة، وينتقل إلى أنسجة الحيوانات، ويظهر كذلك عند تحلل المواد العضوية، ثم يعود النتروجين في النهاية إلى الغلاف الجوي.

وعلى ذلك فإن كلاً من النباتات والحيوانات والبكتيريا وبعض التفاعلات الكيميائية في التربة والمياه ما هي إلا عوامل تساعد على الاحتفاظ بتوازن كمية النتروجين في الغلاف الجوي، وعلى استمرارية الحياة لكل الكائنات الحية على سطح الأرض بل وفي باطن التربة وفي الغلاف المائي وفي الهواء.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
Loading cart ⌛️ ...
إغلاق
إغلاق