Воздушная оболочка Почвы — земная воздух — представляет собой газообразное тело.
Произведя химический анализ сухого воздуха, забранного вблизи поверхности Почвы, мы отыщем в нем такие газы: азот числом 78,09 процента от забранного для анализа количества, кислород — 20,95 процента, аргон — 0,93 процента, углекислоту 0,03 процента. Потом идут газы, количества которых ничтожны: неон — 0,0018 процента, гелий — 0,0004 процента, озон 0,000003 процента и следы ксенона и криптона. Таковой состав сухого воздуха весьма постоянен.
Но в воздухе постоянно присутствует еще и вода, находящаяся в газообразном состоянии, — пар. Он попадает в атмосферу при испарении с поверхности океанов, морей, листьев и рек растений. Количество пара в воздухе мало. В отдельных редких случаях отмечается практически полное его отсутствие; самое громадное из вероятных количеств образовывает 4 процента по количеству. И все же пар, как и находящийся в еще меньших количествах озон, оказывают огромное влияние на развитие многих явлений, совершающихся в земной воздухе.
Не считая газообразных составных частей воздуха, в ней находится мною примесей. Они не так постоянны и «заражение» ими атмосферы довольно часто ограничивается лишь маленьким районом. Многие из этих примесей обязаны своим происхождением дыму и газам от промышленных предприятии. Громадное значение наряду с этим имеет попадающий в воздух сернистый ангидрид, при соединении с паром образующий в воздухе серную кислоту. Не смотря на то, что количество серной кислоты в воздухе ничтожно, она имеет большое значение для образования туч. Заводские дымовые трубы выбрасывают в воздух огромное количество несгоревших частиц углерода — сажу. Было подсчитано, что в Лондоне в один из воскресных дней в воздух выяснилось выкинутым более 100 тысячь киллограм сажи, а. над всей Англией в год в атмосферу выбрасывается около 2 420 000 тысячь киллограм.
Кроме сажи, в воздухе всегда находятся семена и пыльца растений — споры. Они столь легки, что воздушные потоки продолжительно поддерживают их во взвешенном состоянии, не разрешая им упасть на землю, и на большом растоянии относят от того места, где они попали в воздух.
В воздухе возможно кроме этого отыскать довольно много бактерий. В городах их намного больше, в горах и над океаном меньше. Так, к примеру, в 1 кубическом метре воздуха в средней части Атлантического океана не всегда возможно найти хотя бы одну бактерию, на высоких горах в среднем постоянно найдётся одна, а в громадном городе — от 3480 до 36 000.
В атмосфере всегда находится огромное количество пыли. Часть ее попадает в воздух из межпланетного пространства. Это так называемая космическая пыль, довольно часто образующая в том месте огромные «тучи». В некоторых случаях космическая пыль выпадает на Землю крайне много. К примеру, 3 мая 1892 года она выпала на площади 660 000 квадратных километров. По произведенным подсчетам это составило около 500 000 тысячь киллограм, другими словами на 1 квадратный метр выпало от 0,5 до 2,0 грамма пыли. Но, к таким подсчетам направляться относиться с громадной осторожностью, поскольку отделить выпавшую космическую пыль от пыли земного происхождения фактически практически нереально.
Вторым источником пыли в воздухе являются извержения вулканов. Наряду с этим время от времени на высоту до 50 километров выбрасываются огромные количества пыли, каковые разносятся воздушными течениями на громадные расстояния.
К примеру, при извержении в первой половине 80-ых годов XIX века вулкана Кракатау (в Зондском проливе) в атмосферу было выкинуто около 18 000 кубических километров пыли и пара весом до 36 миллиардов килограммов. Эта примесь носилась в воздухе около двух лет. При извержении 6 июня 1912 года вулкана Катмай на Аляске вулканическая пыль на расстоянии 150 километров от вулкана покрыла почву слоем в 30 сантиметров.
Огромное количество пыли попадает в воздух с земли при сильном ветре. Воздушное пространство наряду с этим практически наполняется пылью, образуются настоящие «пыльные бури». Отыщем в памяти о постоянных, имеющихся на Земле, источниках пыли: это пустыни и обнажённые пески. Уже маленький: ветер поднимает с них огромное количество небольших частиц и насыщает’ ими воздушное пространство. Такое явление в большинстве случаев в отечественных среднеазиатских пустынях и в Африке (самум). Переносимые ветром небольшие частицы с солончаковых пустынь Азии время от времени покрывают соседние районы заметным слоем соли. При ветрах из Сахары суда в Атлантике на громадном расстоянии от берега покрываются густым слоем пыли.
Большинство пыли попадает в воздух снизу и с высотой количество ее значительно уменьшается. Это подтверждает следующая табличка:
| Высота над уровнем моря, в метрах . : | 100 | 1000 | 2000 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 |
| Число пылинок в 1 кубическом сантиметре воздуха | 45000 | 6000 | 700 | 200 | 100 | 50 | 20 |
Заметную и значительную долю примесей в земную воздух доставляет море. Прибой о срывание и берег ветром гребешков волн образуют брызги, которые содержат морскую соль (по большей части хлористый натрий). Небольшие частицы соли переносятся воздушными потоками на огромные расстояния. Они играются весьма громадную роль в образовании дождя и облаков.
До тех пор пока говорилось в большинстве случаев о сухом воздухе и упоминалось о воде только в газообразном ее состоянии. Но в воздухе вода находится кроме этого и в жидком виде (облачные капли, капли дождя) и в жёстком (ледяные кристаллы, снежинки). В нижней части атмосферы тропосфере — вода обычно присутствует во всех трех видах, что есть весьма значительной изюминкой этого слоя атмосферы.
Итак, воздушная оболочка Почвы — это сложная смесь с практически неизменным составом главных газов, но с весьма непостоянным числом разных примесей. Непостоянство их содержания особенно очень сильно проявляется внизу. Конкретно снизу в атмосферу всегда попадают пыль, бактерии, споры растений, морская соль. С высотой количество примесей значительно уменьшается.
Продолжительное время господствовало мнение о том, что и главный газовый состав воздуха с высотой быстро изменяется. По теоретическим расчетам, смесь газов в воздухе должна вести себя так, как словно бы любой из них есть свободным от вторых. Следовательно, внизу обязан размешаться самый тяжёлый газ — азот, вверху самые лёгкие — водород и гелий.
Подъемы стратостатов нанесли первый тяжелый удар этому точке зрения, поскольку состав воздуха на всех высотах до 22 километров (высота, достигнутая советским стратостатом «Осоавиахим 1») был совсем таким же, как и внизу. В один момент в стратосфере были обнаружены сильные ветры. Разумеется, они-то и являются обстоятельством перемешивания воздуха, что и снабжает его однородность.
Советские исследователи М. Ф. Вукс и В. И. Черняев, замечая летом 1936 года на горной базе Университета теоретической геофизики Академии наук СССР на Эльбрусе свечение ночного неба, нашли в его спектре желтую линию натрия. Среди вторых разных догадок наиболее вероятным, повидимому, нужно считать то, что натрий попадает на громадные высоты снизу, с морей и поверхности океанов, в состав воды которых он входит. Так, было нужно расширить высоту слоя перемешивания земной атмосферы с 22 до 82 километров.
Изучение еще громадных высот, к примеру изучение полярных сияний, говорит о том, что и до 150—200 километров и выше земная воздух имеет тот же азотно-кислородный состав, что и у поверхности Почвы. Значит, и до этого уровня целый воздушное пространство перемешан.
Постоянен ли состав земной атмосферы? Остается ли он неизменным в течение продолжительного времени? Оба эти вопроса тесно связаны с третьим: в то время, когда и как появилась воздушная оболочка Почвы?
Само собой ясно, что предположение о полной неизменности состава воздуха было бы нелепым. Он кроме этого подвержен трансформациям, в базе которых лежат закономерности движущейся материи.
Если сравнивать с историей трансформации в газовом составе всей атмосферы в целом протекают медлительно. О них возможно сказать лишь в масштабе сотен тысяч либо миллионов лет. В течение маленьких промежутков времени такие трансформации пока не поддаются учету, если не считать колебаний числом пара, углекислоты или других составных частей воздуха, ограниченных маленькими участками и непродолжительных по времени.
Вопрос о составе и происхождении воздушной оболочки Почвы неотделим от вопроса о эволюции и происхождении самого земного шара.
И поныне в науке обширно распространен взор, что планеты нашей системы появились методом охлаждения раскаленных газовых сгустков, оторвавшихся от Солнца. При охлаждении этого газового сгустка должно было происходить соединение различных химических элементов с кислородом и образование составляющих земной шар веществ. Зная имеющееся сейчас в наличии количество этих веществ, возможно подсчитать, сколько кислорода было израсходовано на соединения, и, следовательно, хотя бы приближенно выяснить то мельчайшее его количество, которое имелось в начальном сгустке.
Такие расчеты были произведены и нашли несоответствие азота и соотношений кислорода на Солнце и на Земле: кислорода на Земле появилось в пара тысяч раза больше. Это расхождение не может служить подтверждением отделения Почвы от Солнца. Ряд других фактов кроме этого не согласуется с таким предположением.
Для увязки этих расхождении между собой и с новыми данными, взятыми современной наукой, ученые пробуют создать новую теорию о происхождении Земли и других планет нашей системы. Новейшая теория для того чтобы рода создана академиком О. Ю. его сотрудниками и Шмидтом. Они уверены в том, что земной шар, как и другие планеты, появился не из раскаленных газовых шаров, отделившихся от солнца, а из сгустков холодной космической пыли. Воздух же показалась по окончании сформирования планеты в следствии постепенного ее разогревания, при медленном накоплении тепла из-за распада радиоактивных элементов и в следствии создания и появления жизни почвенного покрова. Следовательно, состав воздуха обязан претерпевать заметные трансформации кроме того за те периоды времени, сведения о которых мы можем почерпнуть из геологических и палеонтологических данных.
Известно, к примеру, что каменный уголь является остатками древних растений, росших на Земле многие тысячи лет назад. Определение количества угля в открытых на данный момент залежах и изучение его особенностей говорят о том, что растения каменноугольного периода были гигантами и их заросли занимали на земном шаре огромные площади. Это могло быть лишь в том случае, если углекислоты в воздухе было довольно много больше, чем на данный момент.
Очень увлекательные мысли по этому поводу высказал академик В. И. Вернадский. Он подсчитал, что населяющие Почву растения и животные по собственной массе значительно превосходят массу воздуха. В течение одного лишь года вся земная воздух пара раз проходит через живые организмы при их дыхании и при питании растений. Состав ее частей преобразуется. Все то, что растения поглощают из воздуха, они отдают животным, а животные это снова возвращают в атмосферу дыханием. Происходит постоянный круговорот, определяющий собой как состав воздуха, так и его трансформации.
Так, значительная роль в образовании воздушной оболочки Почвы обязана принадлежать живым организмам. Вместе с тем сама воздух есть средой, где они развиваются; она находится в постоянном сотрудничестве с процессами почвообразования и со всей совокупностью вторых физических, жизненных и космических процессов.
Следовательно, состав воздуха не имеет возможности оставаться постоянным. В соответствии с диалектико-материалистическим законом развития природы он претерпевает громадные количественные и качественные трансформации, которые связаны с соответствующими этапами развития судьбы на земном шаре и самого земного шара в целом.