Contenu
- Existence d'air
- Terre première atmosphère
- Terre Seconde Atmosphère
- Terre Troisième (et Actuelle) Atmosphère
- Vivre dans un océan d'air
- Air, (presque) partout
La vie sur Terre nage au fond d'un océan d'air. Les visiteurs d'autres régions du système solaire ne trouveraient pas l'atmosphère invitante de la Terre. Même les formes de vie les plus anciennes de la Terre trouveraient la masse d'air actuelle de la Terre toxique. Pourtant, les habitants de la Terre prospèrent grâce à ce mélange unique d’azote et d’oxygène que l’humain appelle l’air.
Existence d'air
L'existence de l'air sur la Terre, à l'instar des atmosphères d'autres planètes, a commencé avant même que la planète ne se soit formée. L’atmosphère actuelle de la Terre s’est développée à travers une séquence d’événements qui a commencé avec la système solaire coalescent.
Terre première atmosphère
La première atmosphère de la Terre, à l'instar de la poussière et des roches formant la Terre primitive, s'est réunie lorsque le système solaire s'est formé. Cette première atmosphère était une fine couche de hydrogène et hélium qui a soufflé loin du chaos de roches chaudes qui deviendraient finalement la Terre. Cette atmosphère temporaire d'hydrogène et d'hélium provient des restes de la boule gazeuse qui est devenue le soleil.
Terre Seconde Atmosphère
La masse de roche chaude qui est devenue la Terre a mis longtemps à se refroidir. Les volcans ont fait des bulles et émis des gaz de l'intérieur de la Terre pendant des millions d'années. Les principaux gaz dégagés étaient le dioxyde de carbone, la vapeur d'eau, le sulfure d'hydrogène et l'ammoniac. Au fil du temps, ces gaz se sont accumulés pour former la deuxième atmosphère de la Terre. Après environ 500 millions d'années, la Terre s'est suffisamment refroidie pour que l'eau commence à s'accumuler, refroidissant davantage la Terre et formant finalement le premier océan de la Terre.
Terre Troisième (et Actuelle) Atmosphère
Les premiers fossiles reconnaissables sur Terre, les bactéries microscopiques, remontent à environ 3,8 milliards d'années. Il y a 2,7 milliards d'années, les cyanobactéries peuplaient les océans du monde. Cyanobactéries oxygène libéré dans l'atmosphère par le processus de la photosynthèse. À mesure que l'oxygène dans l'atmosphère augmentait, le dioxyde de carbone diminuait, consommé par les cyanobactéries photosynthétiques.
Dans le même temps, la lumière solaire a provoqué la pénétration d’azote et d’hydrogène dans l’ammoniac atmosphérique. La plupart de l'hydrogène plus léger que l'air flottait vers le haut et finissait par s'échapper dans l'espace. L'azote s'est toutefois progressivement accumulé dans l'atmosphère.
Il y a environ 2,4 milliards d’années, l’augmentation de la teneur en azote et en oxygène dans l’atmosphère a entraîné le passage de l’atmosphère réductrice à la modernité atmosphère oxydante. L'atmosphère actuelle composée de 78% d'azote, 21% d'oxygène, 0,9% d'argon, 0,03% de dioxyde de carbone et de petites quantités d'autres gaz reste relativement stable en raison de la photosynthèse de plantes et de bactéries équilibrée par la respiration de l'animal.
Vivre dans un océan d'air
La plupart des conditions météorologiques et de la vie sur Terre se déroulent dans la troposphère, la couche atmosphérique la plus proche de la surface de la Terre. Au niveau de la mer, la force de la pression atmosphérique est égale à 14,70 livres par pouce carré (psi). Cette force provient de la masse de toute la colonne d'air au-dessus de chaque pouce carré d'une surface. Alors d'où vient l'air dans une voiture? Comme les voitures ne sont pas des conteneurs hermétiques, la force de l’air au-dessus et autour de la voiture pousse l’air dans la voiture.
Mais d'où vient l'air dans un avion? Les avions sont plus étanches que les voitures, mais pas complètement. La force de l'air au-dessus de l'avion et entourant l'avion le remplit d'air. Malheureusement, les avions modernes naviguent à une altitude supérieure à 30 000 pieds où l'air est trop maigre pour être respiré par l'homme.
L'augmentation de la pression atmosphérique de la cabine jusqu'à une pression pouvant être maintenue nécessite de rediriger une partie de l'air des moteurs de l'avion. L'air comprimé et chauffé par les moteurs traverse une série de refroidisseurs, de ventilateurs et de collecteurs avant d'être ajouté à l'air dans la cabine de l'avion. Les capteurs de pression ouvrent et ferment une vanne de décharge pour maintenir une pression atmosphérique dans la cabine entre 5 000 et 8 000 pieds au-dessus du niveau de la mer.
Maintenir une pression atmosphérique plus élevée à des altitudes plus élevées nécessite d'augmenter la résistance structurelle de la coque de l'avion. Plus la différence entre la pression d'air intérieure et la pression d'air extérieure est grande, plus l'enveloppe extérieure requise sera résistante. Si la pression au niveau de la mer est possible, la pression équivalente à 7 000 pieds au-dessus du niveau de la mer, environ 11 psi, est souvent utilisé dans les cabines d’avions. Cette pression est confortable pour la plupart des gens tout en réduisant la masse de l'avion.
Air, (presque) partout
Alors d'où vient l'air dans l'eau bouillante? La réponse, tout simplement, est air dissous. La quantité d'air dissous dans l'eau dépend de la température et de la pression. À mesure que la température augmente, la quantité d'air pouvant être dissoute dans l'eau diminue. Lorsque l'eau atteint la température d'ébullition, 100 ° C (212 ° F), l'air dissous sort de la solution. Comme l'air est moins dense que l'eau, les bulles d'air remontent à la surface.
Inversement, la quantité d'air pouvant être dissoute dans l'eau augmente à mesure que la pression augmente. Le point d'ébullition de l'eau diminue avec l'altitude, car la pression atmosphérique diminue. L'utilisation d'un couvercle augmente la pression à la surface de l'eau, augmentant la température d'ébullition. L'effet d'une pression plus basse sur les températures d'ébullition nécessite des ajustements de recettes lorsque vous cuisinez à des altitudes plus élevées.