سمك الغلاف الجوي

الغلاف الجويّ

الغلاف الجويّ هو عبارة عن (غلاف غازيّ، يمتدّ من أسطح المحيطات ، واليابسة، والأسطُح الجليديّة من الكوكب إلى الفضاء الخارجيّ ). تكون الأغلفة الجويّة شِبه معدومةٍ لدى بعض الكواكب، مثل: المرّيخ؛ وذلك بسبب ضعف جاذبيّة هذه الكواكب لأغلفتها الجويّة البدائيّة، ولهذا غادرتها أغلفتها الجويّة إلى الفضاء الخارجيّ أثناء تكوُّنها، أمّا الكواكب الأخرى للنّظام الشّمسيّ ومنها الأرض، بالإضافة إلى الكواكب العملاقة الموجودة خارج هذا النّظام، فقد احتفظت بأغلفتها الجويّة، ويتميّز الغلاف الجويّ لكوكب الأرض باحتوائه على الماء في حالاته الثّلاثة جميعها: الصّلبة، والسّائلة، والغازيّة، وقد كان هذا هو سبب وجود الحياة على كوكب الأرض.

تقلّ كثافة الغلاف الجوّي كلّما تمّ الاتّجاه نحو الفضاء الخارجيّ بعيداً عن الكوكب؛ لأنَّ قوّة الجاذبيّة تقلّ بازدياد الارتفاع؛ حيث تؤدّي الجاذبيّة إلى سحب الغازات والهباء الجويّ؛ وهو جزيئات مجهريّة عالقة، مثل: الغُبار، والسّخام، والدُّخان، والموادّ الكيميائيّة، ولهذا تزداد كثافة الغلاف الجويّ في المناطق القريبة من سطح الأرض.

سُمك الغلاف الجويّ

يُقدَّر سُمك الغلاف الجويّ بحوالي 100كم؛ حيثُ يُمثّل هذا الرقم بُعد خطّ كارمان عن الأرض، ويُعدّ خطّ كارمان هو الحدّ الفاصل بين الغلاف الجويّ والفضاء الخارجيّ، ويتكوَّن الغلاف الجوّي من أربع طبقات أساسيّة، هي:

• طبقة التّروبوسفير: تُعدّ هذه الطّبقة من الغلاف الجويّ هي الطّبقة الأقرب لسطح الأرض، والأكثر كثافةً مُقارنةً بالطّبقات الأخرى، وهي الطبقة التي تعيش فيها الكائنات الحيّة، وتحدث فيها تغيُّرات الطّقس، وتمتدّ من سطح الأرض إلى حوالي 8-14.5كم.
• طبقة السّتراتوسفير: توجد طبقة الأوزون في هذه الطّبقة التي تأتي فوق طبقة التروبوسفير مُباشرةً، وترتفع 50كم فوق سطح الأرض.
• طبقة الميزوسفير: يبلغ ارتفاع هذه الطبقة 85كم فوق سطح الأرض، والميزوسفير هي الطّبقة التي تحمي الأرض من النّيازك والشُّهُب؛ حيث تحترق النّيازك والشُّهب حال دخولها هذه الطبقة.
• طبقة الثّيروموسفير: تُعدّ هذه الطّبقة، وتحتوي هذه الطّبقة طبقتين أُخريَين؛ ففيها جزءٌ من طبقة الأيونوسفير، بالإضافة إلى طبقة الإكزوسفير، ويبلغ ارتفاع طبقة الثّيروموسفير 600كم فوق سطح الأرض، وفيها تحدث ظاهرة الشَّفَق القُطبيّ (بالإنجليزيّة: Aurora).
  • الأيونوسفير: تمتدّ طبقة الأيونوسفير في كِلا طبقتَي الميزوسفير والثّيرموسفير؛ حيثُ تمتدّ من حوالي 48-965كم، وتتميّز بوجود الكثير من الأيونات والإلكترونات الحُرّة، ولطبقة الأيونوسفير أهميّة كبيرة في جعل الاتّصالات اللاسلكيّة مُمكنةً؛ وذلك لأنّها تعكس الموجات الراديويّة إلى الأرض مُجدَّداً عند عبورها هذه الطّبقة.
  • الإكزوسفير: تمتدّ من أعلى طبقة الثّيرموسفير إلى ارتفاع 10.000كم فوق سطح الأرض، وتُعدّ هذه الطبقة هي الطّبقة العُليا في الغلاف الجويّ ، وتتلاشى تدريجيّاً كلّما تمّ الاتّجاه نحو لفضاء الخارجيّ.

ومن الجدير بالذّكر وجود فواصل بين كلِّ طبقةٍ من الغلاف الجويّ والطبقة التي تليها؛ ففوق طبقة التّروبوسفير مباشرةً يأتي التّروبوبوز، وفوق طبقة السّتراتوسفير يأتي السّتراتوبوز، وفوق طبقة الميزوسفير يأتي الميزوبوز، وفوق الثّيرموسفير يأتي الثيرموبوز.

نشأة الغلاف الجويّ

يُعتقَد بأنَّ الغلاف الجويّ الذي يغطّي كوكب الأرض حاليّاً قد نشأ بفعل الانبعاثات الغازيّة من داخل الأرض، وعمليّات الأيض لدى الكائنات الحيّة المُختلفة، وتشمل هذه الانبعاثات الغازات الآتية: بخار الماء (H₂O)، وأول أكسيد الكربون (CO)، وثاني أكسيد الكربون (CO₂)، وثاني أكسيد الكبريت (SO₂)، وكبريتيد الهيدروجين (H₂S)، والكلور (CL)، والفلّور (F)، والنّيتروجين ثنائي الذرّة (N₂)، وبعض الموادّ الأخرى، أمّا الغلاف الجويّ البدائيّ للأرض فيختلف في آليّة نشأته؛ حيثُ نشأ بفعل التّنفيس؛ أي إطلاق الغازات أثناء تشكُّل كوكب الأرض.

الغازات المُكوِّنة للغلاف الجويّ

يُشكِّل النّيتروجين النِّسبة الأكبر من الغازات التي يتكوَّن منها الغلاف الجويّ لكوكب الأرض، وتُقدَّر نسبته بحوالي 78%، يليه غاز الأكسجين الذي يُشكِّل ما نسبته 21% من الغلاف الجويّ، مُشكّلَين معاً -النيتروجين والأكسجين- نسبة 99% من غازات الغلاف الجويّ ، وما تبقّى فهو بُخار ماء، وغازات أخرى، مثل: الأرغون، وأوّل أكسيد الكربون، وتوجد هذه الغازات بكميّات قليلة جدّاً، وقد تطلَّب تشكُّلها وتطوّرها مليارات السّنوات. تمتصّ غازات الغلاف الجويّ جميعها الأشعّة فوق البنفسجيّة، ومن ثمَّ تُسخّن سطح الأرض، وذلك بحفظ حرارة أشعّة الشمس، ولولا هذه الغازات لأصبح سطح الأرض بارداً جدّاً؛ لا يعيش عليه أيّ كائن حيّ، وتُقدَّر كتلة الغلاف الجويّ بحوالي 5×10كغ؛ حيث يوجد ما نسبته 75% من هذه الكتلة ضمن ارتفاع 11كم فوق سطح الأرض.

قابليّة كوكب الأرض للحياة

كوكب الأرض هو الكوكب الوحيد القابل للحياة في المجموعة الشمسيّة المُكوَّنة من 9 كواكب؛ وذلك لوجود الماء الذي يُعدّ مصدراً أساسيّاً لحياة النّباتات، والحيوانات، والإنسان، كما إنَّ للأرض غلافاً جويّاً يحميها من الإشعاعات الشمسيّة والكونيّة الضارّة التي تُسبّب العديد من المشاكل للإنسان، وتؤثّر سلباً على صحّته.

طبقة الأوزون

توجد طبقة الأوزون في طبقة السّتراتوسفير، والأوزون (O₃) هو شكل من أشكال الأكسجين، ولكنّه شديد التّفاعُل وغير مُستقرّ، وهو غاز مكوّن من ثلاث ذرّات من الأكسجين، وبهذا يختلف عن الأكسجين الموجود في الهواء والذي يتنفّسه الإنسان؛ فالأخير مُكوّن من ذرّتَي أكسجين فقط.

وتُعدّ طبقة الأوزون ضروريّةً جدّاً لاستمرار الحياة على الأرض؛ حيث يحمي الأوزون الكائنات الحيّة عن طريق امتصاص الأشعّة فوق البنفسجيّة الموجودة في أشعّة الشّمس؛ فقد تُسبِّب هذه الأشعّة الإصابة بسرطان الجلد ، وإتلاف المحاصيل الزراعيّة، وتتسبّب كذلك بمقتل كائنات حيّة بحريّة.