ثقافة عامة

مكونات الغلاف الجوي وأهميته لكوكب الأرض

12 يوليو 2019   محرر أوراريد
مكونات الغلاف الجوي وأهميته لكوكب الأرض

تعرف على الغلاف الجوي وأهميته لوجود الحياة على كوكب الأرض، يعد الغلاف الجوي من أهم أسباب وجود الحياة على وجه الأرض، لكن ما هو الغلاف الجوي بشكله العام؟ وما هو الغلاف الجوي الأرضي؟ وأين تكمن أهميته الكبيرة في استمرار وجود الكائنات الحية على سطح الأرض؟

الأرض هي الكوكب الوحيد في المجموعة الشمسية الذي يحتوي غلاف جويّ قادر على تأمين أساسيات الحياة، ففضلاً عن احتوائه الهواء الذي نتنفسه يقوم بحمايتنا من الإشعاعات الكونيّة. تلك التي تحمل حرارة عالية وطاقة كبيرة من الشمس قادرة على إنهاء الحياة على كوكب الأرض. لكن قبل أن نتعرف على الغلاف الجوي الذي يحيط بكوكبنا الأزرق علينا أن نتعرف على الغلاف الجوي بشكله العام.

طبقات الغلاف الجوي حول كوكب ما

الغلاف الجوي: هو بشكل عام طبقة من الغازات تتجمع حول جسم ذي كتلة كبيرة مثل الكواكب نتيجة لقوة الجاذبية الكبيرة الخاصة به، وكلما كانت الجاذبية أقوى كلما استطاع الجسم الاحتفاظ بغلافه الجويّ لمدة أطول.

وتأتي التسمية الإنجليزية (Atmosphere) من اليونانية القديمة حيث أن كلمة (Atmos) تترجم في اللغة العربية إلى "بخار"، أما النصف الثاني من الكلمة يأتي أيضاً من الكلمة اليونانية (Spharia) التي تعني "مجال".

وهو يمثل تصور الغلاف الجوي عند الحضارات السابقة على أنه مجال من الأبخرة التي تحيط بالكوكب أو الجسم 

الغلاف الجوي الأرضي ومكوناته

يمتد الغلاف الجوي المحيط بالكرة الأرضية بثخانة (ارتفاع) 480 كيلومتر من الهواء (مزيج من الغازات)، لكن معظم هذه الغازات تتركز بشكل كبير في الـ 16 كيلومتر الأولى بدءاً من سطح البحر.

ثم تقل كثافة الهواء كلما ارتفعنا نحو الأعلى، بالتالي ينخفض الضغط الجوي أيضاً. (تناولنا الضغط الجوي في مقال منفصل).

يتكون الهواء المحيط بالكرة الأرضية من مزيج كبير من الغازات، وأهمها:

  • النيتروجين: يتواجد بنسبة 78%.
  • الأوكسيجين: يتواجد بنسبة 21%.
  • الأرغون: يتواجد بنسبة 0.93%.
  • ثاني أوكسيد الكربون: يتواجد بنسبة ضئيلة 0.038%.

بالطبع تتواجد أنواع أكثر بكثير من الغازات الأخرى إضافةً إلى بخار الماء، لكن بنسب ضئيلة للغاية.

يتكون الغلاف الجوي للكرة الارضية من خمس طبقات

قام العملاء بتقسيم الغلاف الجوي الأرضي إلى 5 طبقات أساسية، وكلما انتقلنا إلى طبقة أعلى تقل كثافة الغازات لتتلاشى نهائياً وتتماهى مع الفضاء الخارجيّ.

فلا وجود لحدّ فاصل لنهاية الغلاف الجوي لكن العلماء قاموا بوضع خط تخيلي على ارتفاع 110 كيلومتر من سطح البحر يسمى بخط "كارمان"، حيث يعتبر العلماء عند تجاوز هذا الخط أننا أصبحنا في الفضاء الخارجي.

تتوزع طبقات الغلاف الجويّ بدءاً من سطح البحر على الكرة الأرضية وصعوداً على الشكل التالي:

1. طبقة التروبوسفير

الطبقة الأقرب إلى سطح الأرض، تتراوح سماكتها بين 7 إلى 20 كيلومتر، وهي كثيفة للغاية مقارنةً مع الطبقات الأخرى، حيث تحتوي تقريباً نصف كمية غازات الغلاف الجوي بأكمله.

يكون الهواء دافئاً قرب السطح ويبرد كلما ارتفعنا إلى نهاية هذه الطبقة، كما أن التروبوسفير تحتوي بخار الماء والغبار المتطاير في الهواء.

2. طبقة الستراتوسفير

الطبقة الثانية في الغلاف الجوي، تبدأ عند نهاية التروبوسفير لتمتد إلى مسافة 50 كيلومتر تقريباً بدءاً من سطح الأرض، وهي الطبقة التي تعطي السماء لونها الأزرق بفضل غاز الأوزون المتواجد بوفرة فيها.

كما يقوم الأوزون بتسخين الغلاف الجوي من خلال امتصاصه للحرارة والإشعاعات الخطرة القادمة من الشمس.

الهواء في هذه الطبقة جاف للغاية، كثافته أقل ب 1000 مرة مما هي عليه عند سطح البحر؛ بسبب ذلك تقوم الطائرات بالتحليق في هذه الطبقة من الغلاف الجوي، كذلك تفعل بوالين (مناطيد) الأرصاد الجوية.

3. طبقة الميزوسفير

تبدأ هذه الطبقة من ارتفاع 50 كيلومتر وتنتهي عند 85 كيلومتر بدءاً من سطح البحر، يواجه العلماء مشكلة في دراسة هذه الطبقة فالطائرات والمناطيد لا تستطيع الوصول إلى هذا الارتفاع.

والأقمار الصناعية والمكوكات الفضائية تدور حول الكوكب على ارتفاع أعلى، لكن نعلم أن الكتل التي تأتي من الفضاء تحترق في هذه الطبقة لنراها على شكل شهب.

والجزء الأعلى من الميزوسفير يسمى "مبيزوبوز" (Mesopause) وهو الجزء الأبرد في الغلاف الجوي بأكمله بمعدل درجة حرارة 90 درجة مئوية تحت الصفر.

4. طبقة الثيرموسفير

تمتد هذه الطبقة من ارتفاع حوالي 90 كيلومتر وتنتهي بمجال يتراوح بين 500 كيلومتر إلى 1000 كيلومتر، يمكن أن تصل درجة الحرارة في هذا الغلاف إلى 1500 درجة مئوية وذلك حسب كمية الحرارة الواصلة من الشمس.

تعتبر طبقة الثيرموسفير من طبقات الغلاف الجويّ، ولكن بسبب كثافة الهواء المنخفضة جداً، تُعتبر معظم الطبقة أنها جزء من الفضاء الخارجي.

وهي الطبقة التي تدور فيها المركبات الفضائية حول الأرض مثل الأقمار الصناعية أو محطة الفضاء الدولية.

5. طبقة الإكسوسفير

الطبقة الأعلى في الغلاف الجوي، الكثافة فيها منخفضة بشكل هائل حيث يندمج الغلاف الجوي مع الفضاء الخارجي، تتكون هذه الطبقة من ذرات متفرقة من الهيدروجين والهليوم بشكل أساسي.

للغلاف الجوي الأرضي أهمية كبيرة في استمرار أشكال الحياة على كوكبنا

للغلاف الجوي فضل كبير في وجود الكائنات الحية على سطح الأرض ويمكن أن نذكر بعضاً من أهم الخدمات التي يقدمها الغلاف الجوي لنا:

  • لغازات الغلاف الجوي أهمية كبيرة في استمرار الحياة مثل الأكسجين، ثاني أوكسيد الكربون، النيتروجين.
  • تحدث في الغلاف الجوي كافة ظواهر الطقس والمناخ كحركة الرياح وتكوين السحب إضافةً لسقوط الأمطار.
  • يحرق الغلاف الجوي الملايين من الكتل الصخرية الصغيرة في صورة شهب قبل وصولها لسطح الأرض.
  • يقوم الغلاف الجوي بإبطاء سرعة النيازك الكبيرة التي تتجه نحو الأرض إذ يحرق جزءاً كبيراً منها قبل أن تصدم سطح الأرض.
  • يساهم في الحفاظ على درجة حرارة الأرض.
  • تحمي طبقة الأوزون الموجودة بالغلاف الجوي الكائنات الحية من أخطار الأشعة فوق البنفسجية المصاحبة للأشعة الشمسية.

ختاماً.. تبدو أهمية الغلاف الجويّ في استمرار الحياة على سطح الأرض جليلة، لذلك علينا أن نساهم في حمايته عبر التقليل من انبعاث الغازات الدفيئة مثل ثنائي أوكسيد الكربون.


الغلاف الجوي مكونات الغلاف الجوي أهمية الغلاف الجوي