大気の組成

地球の大気は、地球を構成する層の中で最も軽く、最も外側の層です。それは、それぞれ異なる比率のいくつかのガスの混合物で構成されており、それなしでは生命は不可能です。地球の大気中には、自然起源または人為起源の可能性がある浮遊液体粒子や固体粒子も見つかります。

大気を構成するガスとその主な特徴について知りたい場合は、大気の構成に関するこの短い「ワイルド＆グリーン」記事で、簡単に学べるように楽しい方法で説明しています。お見逃しなく！

この記事では、大気の最も大きな割合を占める成分から始めます。窒素の体積は約78% 、つまり大気の約 5 分の 4 です。

窒素は植生に不可欠であるため、土壌の肥沃度に大きく関係しています。この元素は大気中に大量に存在するにもかかわらず、窒素は不活性ガスであるため（他のガスと容易に結合できない）、植物はわずか 1% しか吸収できません。したがって、窒素分子を破壊して固定できるようにする特定の種類の細菌の助けが必要です。

植物における窒素の機能とその重要性については、こちらの記事もお読みになることをお勧めします。

比率で2位を占めるのは酸素です。その体積は約21%です。このガスは、燃焼プロセスの発生に不可欠であるだけでなく、生物（呼吸、光合成など）にとっても不可欠です。

窒素とは異なり、酸素は多くの化学元素と非常に簡単に結合するため、非常に活性です。生物を構成する分子の 4 分の 1 は酸素であり、酸素は生命にとって非常に重要です。

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アルゴンは希ガス、つまり不活性なままの (他の元素と化学反応しない) 単一原子のガスです。

大気中には体積割合1%で存在します。ご覧のとおり、これまで説明してきた最初の 3 つのガスではすでに 100% になりますが、実際には、これらを合計すると大気体積の 99.95% になります。

したがって、残りのガスは微量ガスです。つまり、それらは非常に少量で存在します。それらの濃度は、体積百万分率 (ppmv)、つまり物質全体の百万単位あたりの物質の単位数で表されます。見てみましょう！

二酸化炭素 (CO2)は大気中のガスの 1 つであり、その割合は時間と空間によって変化します。生物の呼吸、有機物の分解、さらには化石燃料の燃焼を通じて大気中に到達します。その後、海洋と生物圏による光合成と吸収がこの到達を補います。

このため、二酸化炭素はバランスが保たれており、その量は少量でした (産業革命以前は 280 ppm でした)。しかし、現在、その濃度は、萎縮性の理由により年々増加していることが観察されています。現在、この温室効果ガスの濃度は平均して約 410ppm です。

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アルゴンに加えて、他の 4 つの希ガスが地球の大気中に存在します。これらは、ネオン、ヘリウム、クリプトン、キセノンです。

最大から最小まで、ネオンの体積は 0.001818% または 18.2 ppmv、ヘリウムの体積は 0.000524% または 5.24 ppmv、クリプトンの体積は 0.000114% または 1.14 ppmv、最後にキセノンの体積は 0.0000087 または 0.08 ppmv です。

大気中のメタン濃度は約2pmvであると推定されています。少ないように見えるかもしれませんが、実際には工業化時代以前よりも 200% も多くなっています。

その温室効果は非常に強力で、二酸化炭素の約25倍です。幸いなことに、濃度が低いため、温室効果全体に対する寄与は 17% です。

水素 (H2) は非常に軽い気体であり (多くの原子が宇宙に逃げますが、補充されます)、引火性が高くなります。このガスは大気中に非常に少量発生し、水 (H20) の一部でもあります。その割合は0.00005体積%または0.5ppmvです。

亜酸化窒素も温室効果ガスです。二酸化炭素の約230倍の効果があります。しかし、その体積割合はわずか0.3 pmvであり、温室効果への寄与は6%とそれほど高くありません。

温室効果ガスとは何か、またその発生源については、こちらの別の記事を読むことをお勧めします。

平均組成が0.05 ppmv ～ 0.2 pmv の範囲にあるガスです。しかし、検出される濃度は非常に低いにもかかわらず、最大の大気汚染物質の 1 つです。

有機物が不完全燃焼して生成される無臭、無色の気体です。大気中に長時間放置すると酸化して二酸化炭素が発生します。

オゾンのおかげで、太陽から放出される紫外線のほぼすべてが吸収され、保護層を構成し、オゾンがなければ地球上の生命は絶滅してしまいます。

このガスは季節変化があり、高度によっても変化し、主に高度 15 ～ 35 キロメートルの間に存在します。緯度によっても異なる場合があります。

オゾン層がなぜそれほど重要なのか、およびオゾン層の破壊: 定義、原因、結果に関する他の投稿を読むことをお勧めします。

特定の被験者の大気の研究を容易にするために、乾燥した空気のみが含まれていると考えられます。このため、これまでに観察されたさまざまなガスの濃度に関する以前のデータは、水蒸気を考慮せずに提供されています。

水蒸気も変動するガスの 1 つです。水蒸気は、赤道付近の地表近くで体積の約5%から、海抜約 10 キロメートルではほとんど存在しないまで変化します。

私たちは皆、水が生命にとっていかに重要であるかを知っています。さらに、温度調節器としても機能し、熱を輸送します。

この場合、これらは懸濁した液体または固体粒子です。しかし、それらは雲の形成の基本である凝縮核として機能するという点で特筆に値します。また、大気汚染の原因となるためです。

エアロゾルの例としては、粉塵粒子、一部の塩、煙、灰、有機物などがあります。これらの粒子の発生源は自然由来である場合もあれば、人間の活動によって引き起こされる場合もあります。

大気の組成についてよく理解できたので、次は「大気汚染: 原因、結果、解決策」について読むことをお勧めします。

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