ما هي أهمية الغلاف الجوي لكوكب الأرض؟
يعتبر الغلاف الجوي عنصرًا أساسيًا في حماية كوكب الأرض والكيانات الحية. تشمل أهميته الجوانب التالية:
المحافظة على درجة حرارة كوكب الأرض
يؤدي الغلاف الجوي وظيفة حيوية في الحفاظ على درجة الحرارة عند سطح الأرض، حيث يمثل حاجزًا يمتص جزيئات الإشعاع الشمسي عند وصولها إليه. وهذا يجعل كوكب الأرض أكثر دفئًا خلال النهار، بينما ينعكس هذا الإشعاع في الليل للحفاظ على درجة حرارة مناسبة. على سبيل المثال، يُظهر القمر، الذي يفتقر إلى غلاف جوي، أن درجات الحرارة تصل إلى 121 درجة مئوية عند تعرضه لأشعة الشمس، لكنها تسجل 157 درجة مئوية تحت الصفر عند وجوده في الظل.
الحماية من الإشعاعات الكونية
يعمل الغلاف الجوي كدرع واقي للأرض من الإشعاعات الكونية المختلفة. فتعمل طبقة الأوزون على منع أكبر قدر من الأشعة فوق البنفسجية، التي من المحتمل أن تسبب أضرارًا جلدية وعينية للإنسان. بالإضافة إلى ذلك، تمتص الطبقات المختلفة من الغازات الجزيئية الأشعة الكونية وأشعة جاما والأشعة السينية، التي قد تؤدي لحدوث طفرات واضطرابات جينية للكائنات الحية.
الحماية المادية لكوكب الأرض
يعيش النظام الشمسي في بيئة مليئة بالحبوب الكونية، مثل الحطام الناتج عن كواكب تدميرية وجزيئات فضائية. يوميًا، تتعرض الأرض لأكثر من 100 طن من هذه النفايات الفضائية، ولكن الغلاف الجوي يتصدى لها، حيث تتفتت تلك الأجسام بفعل الاحتكاك قبل وصولها إلى سطح الأرض.
المحافظة على دورة المياه الطبيعية
يساهم الغلاف الجوي في تنظيم دورة المياه في الطبيعة، حيث تتبخر المياه من المحيطات والبحار، ويتكثف هذا البخار في الغلاف الجوي ليعود ويتساقط على الأرض في شكل مطر، مما يعزز رطوبة المناطق الجافة.
توفير الأكسجين وثاني أكسيد الكربون للكائنات الحية
يحتوي الغلاف الجوي على مزيج من عناصر مختلفة مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين. حيث يوفر الأكسجين اللازم لمختلف الكائنات الحية لضمان بقائها على قيد الحياة. وكذلك يمد النباتات بغاز ثاني أكسيد الكربون الضروري لعملية البناء الضوئي، مما يجعل الغلاف الجوي عنصرًا حيويًا في المحافظة على الحياة على سطح الأرض.
توفير النيتروجين اللازم لنمو النباتات
يقدم الغلاف الجوي النيتروجين للنباتات، وهو عنصر حيوي في تركيب المركبات التي تنظم نمو النبات. يتواجد النيتروجين في أجزاء متعددة من النبات، مثل الحبوب والأوراق والأنسجة النباتية، كما يتواجد في جذورها، مما يسهل عملية امتصاص المياه والعناصر الغذائية. تجدر الإشارة إلى أن دورة النيتروجين تتضمن تثبيت النيتروجين الموجود في الغلاف الجوي في التربة، لتقوم النباتات بامتصاصه، مما يغذي الكائنات الحية التي تتغذى عليها.
تجوية الصخور الأرضية
يلعب الغلاف الجوي دورًا حيويًا في العمليات الجوية التي تؤدي إلى تجوية الصخور الأرضية، حيث تتسلل مياه الأمطار عبر الشقوق في الصخور لتذيبها، أو تتجمد في شقوقها محدثة تمددًا قد يؤدي لتكسير الصخور. كما أن حركة الرياح المحملة بالحصى والرمال تساهم في جرف الصخور الكبيرة، وبالتالي، فإن غياب هذه العمليات سيؤدي إلى ظهور القارات بشكل صخور جرداء.
انتقال الصوت
يمد الغلاف الجوي الغازات اللازمة لانتقال الموجات الصوتية. فالصوت يعتبر شكلًا من أشكال الطاقة التي تنتقل عبر الموجات، ولا يمكن لهذه الموجات أن تنتشر في الفراغ. لذا، تسهم الغازات الموجودة في الهواء في تمكيننا من سماع الأصوات من حولنا.
يتكون الغلاف الجوي من عدة طبقات تختلف خصائصها. وتعتبر هذه الطبقات مسؤولة عن معظم التقلبات المناخية، إذ تحيط بكوكب الأرض لضمان الحياة على سطحه. فهي تحمي الكائنات الحية من الأشعة فوق البنفسجية، كما تحمي الأرض من الأخطار القادمة من الفضاء مثل الشهب والنيازك، بالإضافة إلى احتوائها على الغازات الأساسية لضمان استمرار دورة حياة الكائنات الحية وتوفير الظروف المناخية المناسبة.
طبقات الغلاف الجوي
إن الغلاف الجوي يصبح أقل كثافة وضغطًا مع الارتفاع، وإذا ارتفعنا تدريجيًا يمكن الوصول إلى الفضاء الخارجي. ليس هناك قمة محددة للغلاف الجوي، ولكنه يتكون من عدة طبقات مختلفة، حيث يتميز كل منها بدرجة حرارة وضغط مختلف، بالإضافة إلى ظواهر خاصة بها. وفيما يلي تفاصيل طبقات الغلاف الجوي:
- طبقة التروبوسفير (بالإنجليزية: Troposphere).
- طبقة الستراتوسفير (بالإنجليزية: Stratosphere).
- طبقة الميزوسفير (بالإنجليزية: Mesosphere).
- طبقة الثيرموسفير (بالإنجليزية: Thermosphere).
- طبقة الإكزوسفير (بالإنجليزية: Exosphere).
