地球の大気

地球大気の歴史

もともと地球の大気には遊離酸素がほとんどありませんでした。最初の大気は太陽系星雲の中のガス、主に水素で構成されていた。現在のガス惑星（木星や土星）に見られるような単純な水素化物、例えば水蒸気、メタン、アンモニアなどがあったかもしれません。大気は徐々にほとんどが二酸化炭素と窒素に変わっていきました。水素やヘリウムのような軽いガスは、地球の重力に耐えられず、逃げてしまいます。長い間（20億年以上と言われています）、大気は二酸化炭素に支配されていました。

大規模な酸素化イベントでは、大気は、酸素が二酸化炭素に取って代わり、現在のような状態に変化しました。今でも大気の大部分は窒素ですが、ほとんどの生物は窒素よりも酸素との相互作用の方が強いのです。酸素化は、シアノバクテリアが光合成によって遊離酸素を作ることから始まりました。今日、ほとんどの生物は呼吸に酸素を必要としていますが、酸素なしで成長できる嫌気性生物はごくわずかです。

温度と大気層

大気中には、高さによって暑くなる部分と寒くなる部分があります。何かがまっすぐ上に登っていくと寒くなりますが、高くなるにつれて暑くなっていきます。このような温度の変化を層に分けています。これは玉ねぎの層のようなものです。層の違いは、温度の変化の仕方です。

地面から始まる大気の層です。

• 対流圏 - 地上から始まる。0から18キロ（0から11マイル）の間のどこかで終了します。高ければ高いほど寒くなる。この層の天気は、私たちの日常生活に影響を与えます。
• 成層圏 - スタート地点は18キロ（11マイル）。終点は50キロ（31マイル）。高ければ高いほど高温になります。熱は成層圏の最上部にあるオゾン層から来ています。この層には水蒸気などはほとんどありません。この層は通常安定しており、空気抵抗が少ないため、飛行機はこの層で飛行します。
• 中間圏-開始地点は50km（31マイル）。80または85キロ（50または53マイル）で終了します。高いほど寒くなります。この層の風は強いので、温度は安定していません。
• 熱圏-始点は80または85キロメートル（50または53マイル）。終点は640キロ（400マイル）以上。高いほど高温になります。この層は、電波を反射するのに役立つので、無線通信において非常に重要です。
• 外圏 - 熱圏の上。これは最上層であり、惑星間空間に合流する。

一つの層が次の層に変化する場所は "対流圏"と呼ばれていますつまり、対流圏の終点（高さ7～14km（4.3～8.7マイル））が対流圏の終点となります。成層圏の末端にあるのが成層圏です。中層大気は中層圏の末端にあります。これらを境界線と呼ぶ。

地球表面の大気の平均温度は14℃（57°F）です。

圧力

大気には圧力があります。これは、空気が気体であるにもかかわらず、重さがあるからです。海面の平均気圧は約101.4キロパスカル（14.71psi）です。

密度と質量

海抜での空気の密度は、1立方メートルあたり約1.2キログラムです。この密度は、高度が高くなるほど圧力が低くなるのと同じ割合で低くなります。大気の総質量は約5.1×¹⁰¹⁸kgで、地球の総質量のごく一部にすぎません。

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