Jordens atmosfære
Det er vanskelig å si akkurat hvordan jorda opprinnelig fikk atmosfæren, men vi vet at atmosfærens sammensetning har endret seg ganske mye siden planeten vår ble dannet fra en sky av gass og støv omkring den unge sola for 4,6 milliarder år siden.
Hva er atmosfæren?
Atmosfæren er luftlaget rundt jorda. De kjemiske prosessene i atmosfæren har betydning for livet på jorda. Atmosfæren holdes tilbake av gravitasjonsfeltet, og er dermed en del av jordas rotasjon.
Jordens atmosfære kan deles inn i fire ulike lag: troposfæren, stratosfæren, mesosfæren og termosfæren.
De viktigste prosessene for livet på jorda foregår i atmosfærens nederste 15 kilometer – i troposfæren. Her finnes alt innen jordas klima, og denne delen av atmosfæren inneholder ulike gassarter som CO2, metan, vanndamp og så videre. Gassene absorberer en del av de varmestrålene som sendes ut fra jorda og sender varmen tilbake mot overflaten.
Les mer om de ulike lagene i galleriet under.
De fire lagene i jordens atmosfære
Jordens atmosfære kan deles i fire lag – troposfæren, stratosfæren, mesosfæren og termosfæren.
Troposfæren
Troposfæren er atmosfærens nederste lag. Ved polene når troposfæren opp omkring 7 kilometer, mens den ved ekvator er 15 kilometer høy. For hver kilometer faller temperaturen i troposfæren med 6,5 grader.
De viktigste prosessene for livet på jorden foregår i troposfæren. Her finnes alt innen jordens vær og klima, og denne delen av atmosfæren inneholder ulike gasser som CO2, metan, vanndamp og så videre.
Gassene absorberer en del av de varmestrålene som sendes ut fra jorden, og sender varmen igjen mot jordens overflate.
Stratosfæren
Stratosfæren er det neste laget i atmosfæren. Ved polene begynner stratosfæren ved 8 kilometers høyde, mens den begynner ved omkring 16–17 kilometer høyde ved ekvator.
I stratosfæren stiger temperaturen nå høyere man kommer opp. Det skyldes ozonlaget som befinner seg i stratosfæren og som beskytter jorden mot solens skadelige stråler.
Mesosfæren
Mesosfæren er det tredje laget i atmosfæren og strekker seg fra 50 kilometer til 80 kilometer over jordens overflate. I mesosfæren begynner temperaturen igjen å falle, siden det ikke er noe ozon til å absorbere solens stråler.
Mesosfæren er det laget i atmosfæren forskere vet minst om. Det skyldes at verken fly eller satellitter kan oppholde seg her.
Termosfæren
Termosfæren er atmosfærens ytterste og største lag. Det begynner ved 80 kilometer over jordoverflaten og strekker seg helt ut til 600 kilometer.
Etter de veldig lave temperaturene i mesosfæren blir det igjen varmt i termosfæren. Det skyldes at luften i termosfæren er sterkt fortynnet, og derfor kreves det ikke så mye energi til å varme den opp.
Den internasjonale romstasjonen (ISS) befinner seg i termosfæren, og det samme gjelder Hubble-teleskopet.
Hva består atmosfæren av?
Atmosfæren på jorda har vært ganske konstant i mange millioner år. Den består av en sammensetning av en rekke ulike gasser.
Atmosfæren består primært av 78 prosent nitrogen, 21 prosent oksygen, om lag 1 prosent argon samt små andeler av en rekke andre ulike gasser.
Nitrogen er nøytralt i mange av de betydelige prosessene på jorda, men har betydning for livet på jorda ved at den bremser den hardeste ultrafiolette strålingen fra sola mot jorda.
De 21 prosentene oksygen som atmosfæren består av, er av stor betydning for livet på jorda. Oksygen forbrukes i store mengder, og er viktig for energiomsetningen til de fleste levende organismener. Til gjengjeld produsere planter ved fotosyntesen tilsvarende mengder.
Den siste prosentdelen av atmosfæren er edelgassen argon. Den har ingen betydning i livs- og værprosessen.
CO2 i atmosfæren
Jordas atmosfære består dessuten av CO2, ozon og en rekke andre gasser som utgjør en liten, men viktig del av atmosfæren. I motsetning til nitrogen, oksygen og argon varier disse komponentene fra sted til sted og over tiden. CO2 i atmosfæren variere blant annet etter fotosyntesens intensitet, brenning av fossile drivstoff og skogsbrenning.
Ozon finnes primært i ozonlaget - i stratosfæren. Det er særlig viktig som filter for UV-stråling, mens det i den nedre delen av atmosfæren – i troposfæren – sammen med vanndamp og CO2, er viktig i forhold til drivhuseffekten.
Video: Se utviklingen av C02 i atmosfæren
Denne visualiseringen fra NASA viser hvordan konsentrasjonen av C02 i atmosfæren har steget gradvis over flere år.
Jordas første atmosfære
Jorda var for liten og for varm til å holde på sin første atmosfære av hydrogen og helium, som derfor forsvant ut i verdensrommet.
Men jorda ble gradvis kaldere og fikk en fast overflate med vulkaner som var med på å utvikle jordas andre atmosfære av vanndamp og karbondioksid med mindre mengder av nitrogen, ammoniakk og andre gasser – men fortsatt uten oksygen.
Bomber av isholdige kometer
Deretter skjedde det to ting som fikk betydning for sammensetningen av den tredje og nåværende atmosfæren.
For det første ble jorda bombardert av isholdige kometer som tilførte kloden massevis av vann. Det er sannsynlig at en stor del av vannet i havene opprinnelig har kommet utenfra. Store mengder karbondioksid kunne oppløses i havene, og på denne måten forsvant det fra atmosfæren.
Første liv på jorden sendte oksygen ut i atmosfæren
For det andre oppsto livet på jorda for omkring tre milliarder år siden, da de oksygenproduserende cyanobakteriene ble utviklet.
Over flere geologiske tidsaldre sendte de oksygen ut i omgivelsene. I første omgang endte oksygenet imidlertid ikke i atmosfæren – det var nemlig mange stoffer, som for eksempel jern, som var klar til å reagere med oksygenet og dermed binde det kjemisk.
Med tiden nådde oksygenet imidlertid også ut i atmosfæren og ble der. Dessuten ble det ozonlaget, som beskytter livet mot solas ultrafiolette stråling, dannet.
I de siste to milliarder år har jorda hatt en oksygenrik atmosfære som minner om den vi kjenner i dag – studier tyder på at den eneste forskjellen er at oksygennivået har variert en del med millioner av års intervaller.
Atmosfæren består av ulike gasser som er viktige og nødvendige for livet på jorda.
Atmosfæren på andre planeter
I tillegg til jorda har planetene Venus, Mars, Pluto, og månene Titan og Triton i solsystemet vårt også en atmosfærer.
Det er særlig interessant å undersøke atmosfæren på jordas nærmeste naboer, siden spørsmålet er om vi kan leve på dem.
Venus var sandsynligvis engang en beboelig planet med et mindre barsk klima og en tyndere atmosfære, som vi kender det på Jorden i dag.
Venus har en veldig tykk atmosfære
Venus er kjent som «jordas tvilling». Den ligner jorda i størrelse og planetens overflate består av stort sett samme bergartene.
Temperaturen på overflaten av Venus ligger imidlertid i gjennomsnitt på omkring 460 grader, noe som gjør den til solsystemets varmeste planet.
Varmen kommer fra sola og holdes fast på planeten av den veldig tykke atmosfæren. Atmosfæren på Venus består av 96 prosent CO2, noe som skaper en veldig høy drivhuseffekt på planeten.
Den tykke atmosfæren på Venus innebærer at trykket på planetens overflate er 92 ganger høyere enn på jordas overfalle.
Øverst i atmosfæren til Venus ligger dessuten et lag av svovelsyreskyer som gjør det umulig å se overflaten utenfra uten bruk av radar.
Nettopp på grunn av den barske atmosfæren på Venus er det en veldig liten sjanse for at vi kan bo der nå.
Men går vi et par milliarder år tilbake i tid, var Venus trolig en beboelig planet med milde temperaturer, lune vinder og skvulpende vann.
NASAs bud på et før/efter-billede af Mars, hvis de får skabt et magnetfelt der kan holde på atmosfæren på den røde planet.
Atmosfæren til Mars er veldig tynn
Vår naboplanet Mars er den mest utforskede planeten i solsystemet, og forskerne mener at den en gang lignet jorda.
Som jorda er Mars en steinplanet, men overflaten er tørr og støvete. Roboter og romsonder har funnet tegn på at det tidligere har vært vann på Mars. Den gangen må Mars også ha hatt en tykkere atmosfære, og i det hele tatt ha vært mer egnet som levested for liv enn i dag.
Dessverre har ikke Mars et like sterkt magnetfelt som jorda, og derfor er Mars ikke på samme måte beskyttet mot sola. Atmosfæren på Mars er derfor veldig tynn, og det er særlig strålig fra sola som er skyld i dette.
Likevel mener forskere at Mars er den planeten i solsystemet som er lettest for oss å kolonisere, og det arbeides med planer for hvordan det er mulig. For eksempel er det teoretisk sett mulig å skape en kunstig atmosfære på Mars, men det vil være en dyr, langvarig og vanskelig affære.