تراكم النيتروجين في الغلاف الجوي. إيكو إنفورم – وكالة الأنباء

الصفحة 6 من 10

دور النيتروجين في الغلاف الجوي للأرض.

نتروجين- العنصر الرئيسي في الغلاف الجوي للأرض. ويتمثل دورها الرئيسي في تنظيم معدل الأكسدة عن طريق تخفيف الأكسجين. وبالتالي، يؤثر النيتروجين على سرعة وكثافة العمليات البيولوجية.

هناك طريقتان مترابطتان لاستخراج النيتروجين من الغلاف الجوي للأرض:

1) غير العضوية،
2) الكيمياء الحيوية.

الشكل 1. دورة النيتروجين الجيوكيميائية (V.A. Vronsky، G.V. Voitkevich)

استخراج غير عضوي للنيتروجين من الغلاف الجوي للأرض.

في الغلاف الجوي للأرض، تحت تأثير التصريفات الكهربائية (أثناء عاصفة رعدية) أو في عملية التفاعلات الكيميائية الضوئية (الإشعاع الشمسي)، توجد مركبات النيتروجين (N 2 O، N 2 O 5، NO 2، NH 3، إلخ). شكلت. وتتساقط هذه المركبات، التي تذوب في مياه الأمطار، على الأرض مع هطول الأمطار، وينتهي بها الأمر في التربة ومياه المحيطات.

التثبيت البيولوجي للنيتروجين

يتم التثبيت البيولوجي للنيتروجين الجوي:

— في التربة — عن طريق البكتيريا العقيدية في التعايش مع النباتات العليا،
- في الماء - الكائنات الحية الدقيقة العوالق والطحالب.

كمية النيتروجين المرتبط بيولوجيًا أكبر بكثير من كمية النيتروجين الثابت غير العضوي.

كيف يعود النيتروجين إلى الغلاف الجوي للأرض؟

تتحلل بقايا الكائنات الحية نتيجة لعمل العديد من الكائنات الحية الدقيقة. خلال هذه العملية، يخضع النيتروجين، وهو جزء من بروتينات الكائنات الحية، لعدد من التحولات:

- أثناء تحلل البروتينات تتشكل الأمونيا ومشتقاتها، والتي تدخل بعد ذلك إلى الهواء ومياه المحيط،
- بعد ذلك، تشكل الأمونيا وغيرها من المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين، تحت تأثير بكتيريا النيتروسوموناس والبكتيريا النيتروباكتيريا، أكاسيد النيتروجين المختلفة (N 2 O، NO، N 2 O 3 و N 2 O 5). هذه العملية تسمى النترتة,
- يتفاعل حمض النيتريك مع المعادن لتكوين الأملاح. وتتأثر هذه الأملاح ببكتيريا نزع النتروجين،
- في تَقَدم نزع النتروجينيتكون النيتروجين العنصري ويعود مرة أخرى إلى الغلاف الجوي (مثال على ذلك نفاثات الغاز الموجودة تحت الأرض والتي تتكون من N 2 النقي).

أين يوجد النيتروجين؟

يدخل النيتروجين الغلاف الجوي للأرض أثناء الانفجارات البركانية على شكل أمونيا. بمجرد وصولها إلى الغلاف الجوي العلوي، تتأكسد الأمونيا (NH3) وتطلق النيتروجين (N2).

كما يتم دفن النيتروجين في الصخور الرسوبية ويوجد بكميات كبيرة في الرواسب البيتومينية. ومع ذلك، يدخل هذا النيتروجين أيضًا إلى الغلاف الجوي من خلال التحول الإقليمي لهذه الصخور.

وبالتالي فإن الشكل الرئيسي لتواجد النيتروجين على سطح كوكبنا هو النيتروجين الجزيئي (N2) الموجود في الغلاف الجوي للأرض.

كان هذا هو المقال " تبلغ نسبة النيتروجين في الغلاف الجوي للأرض 78%. ". اقرأ المزيد: « نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض 21%.«

مقالات حول موضوع “الغلاف الجوي للأرض” :

تأثير الغلاف الجوي للأرض على جسم الإنسان مع تزايد الارتفاع.
ارتفاع وحدود الغلاف الجوي للأرض.

الغلاف الجوي هو الغلاف الغازي لكوكبنا، الذي يدور مع الأرض. الغاز الموجود في الغلاف الجوي يسمى الهواء. الغلاف الجوي على اتصال بالغلاف المائي ويغطي الغلاف الصخري جزئيًا. لكن الحدود العليا يصعب تحديدها. من المقبول تقليديًا أن يمتد الغلاف الجوي للأعلى لحوالي ثلاثة آلاف كيلومتر. هناك يتدفق بسلاسة إلى الفضاء الخالي من الهواء.

التركيب الكيميائي للغلاف الجوي للأرض

بدأ تكوين التركيب الكيميائي للغلاف الجوي منذ حوالي أربعة مليارات سنة. في البداية، كان الغلاف الجوي يتكون فقط من الغازات الخفيفة - الهيليوم والهيدروجين. وفقًا للعلماء، كانت المتطلبات الأساسية لإنشاء غلاف غازي حول الأرض هي الانفجارات البركانية، التي أطلقت مع الحمم البركانية كميات هائلة من الغازات. وبعد ذلك، بدأ تبادل الغازات مع المساحات المائية، ومع الكائنات الحية، ومع منتجات أنشطتها. تغير تكوين الهواء تدريجيًا وثبت في شكله الحديث منذ عدة ملايين من السنين.

المكونات الرئيسية للغلاف الجوي هي النيتروجين (حوالي 79%) والأكسجين (20%). أما النسبة المتبقية (1%) فتتكون من الغازات التالية: الأرجون، النيون، الهيليوم، الميثان، ثاني أكسيد الكربون، الهيدروجين، الكريبتون، الزينون، الأوزون، الأمونيا، الكبريت وثاني أكسيد النيتروجين، أكسيد النيتروز وأول أكسيد الكربون، وهي متضمنة. في هذا واحد في المئة.

بالإضافة إلى ذلك، يحتوي الهواء على بخار الماء والجسيمات (حبوب اللقاح والغبار وبلورات الملح وشوائب الهباء الجوي).

في الآونة الأخيرة، لاحظ العلماء ليس تغييرا نوعيا، ولكن كميا في بعض مكونات الهواء. والسبب في ذلك هو الإنسان وأنشطته. وفي المائة عام الماضية فقط، زادت مستويات ثاني أكسيد الكربون بشكل ملحوظ! وهذا أمر محفوف بالعديد من المشاكل، وأشدها عالمية هو تغير المناخ.

تشكيل الطقس والمناخ

يلعب الغلاف الجوي دورًا حاسمًا في تشكيل المناخ والطقس على الأرض. يعتمد الكثير على كمية ضوء الشمس وطبيعة السطح الأساسي والدورة الجوية.

دعونا ننظر إلى العوامل بالترتيب.

1. ينقل الغلاف الجوي حرارة أشعة الشمس ويمتص الأشعة الضارة. عرف اليونانيون القدماء أن أشعة الشمس تسقط على أجزاء مختلفة من الأرض بزوايا مختلفة. كلمة "المناخ" نفسها المترجمة من اليونانية القديمة تعني "المنحدر". لذا، عند خط الاستواء، تسقط أشعة الشمس عموديًا تقريبًا، ولهذا السبب يكون الجو حارًا جدًا هنا. كلما اقتربنا من القطبين زادت زاوية الميل. وتنخفض درجة الحرارة.

2. بسبب التسخين غير المتكافئ للأرض، تتشكل تيارات هوائية في الغلاف الجوي. يتم تصنيفها وفقا لأحجامها. أصغرها (عشرات ومئات الأمتار) هي الرياح المحلية. ويلي ذلك الرياح الموسمية والرياح التجارية والأعاصير والأعاصير المضادة والمناطق الأمامية الكوكبية.

كل هذه الكتل الهوائية تتحرك باستمرار. بعضها ثابت تمامًا. على سبيل المثال، الرياح التجارية التي تهب من المناطق شبه الاستوائية باتجاه خط الاستواء. وتعتمد حركة الآخرين بشكل كبير على الضغط الجوي.

3. الضغط الجوي هو عامل آخر يؤثر على تكوين المناخ. هذا هو ضغط الهواء على سطح الأرض. وكما هو معروف فإن الكتل الهوائية تتحرك من منطقة ذات ضغط جوي مرتفع نحو منطقة يكون فيها هذا الضغط أقل.

تم تخصيص إجمالي 7 مناطق. خط الاستواء هو منطقة الضغط المنخفض. علاوة على ذلك، توجد على جانبي خط الاستواء حتى خطوط عرض الثلاثينيات منطقة ذات ضغط مرتفع. من 30° إلى 60° - ضغط منخفض مرة أخرى. ومن 60° إلى القطبين منطقة ضغط مرتفع. وتنتشر الكتل الهوائية بين هذه المناطق. تلك التي تأتي من البحر إلى الأرض تجلب المطر والطقس السيئ، وتلك التي تهب من القارات تجلب طقسًا صافًا وجافًا. وفي الأماكن التي تتصادم فيها التيارات الهوائية، تتشكل مناطق جبهة جوية تتميز بهطول الأمطار وطقس عاصف عاصف.

لقد أثبت العلماء أنه حتى رفاهية الشخص تعتمد على الضغط الجوي. وفقا للمعايير الدولية، يبلغ الضغط الجوي الطبيعي 760 ملم زئبق. العمود عند درجة حرارة 0 درجة مئوية. يتم حساب هذا المؤشر لتلك المناطق من الأرض التي تكون تقريبًا على مستوى سطح البحر. مع الارتفاع ينخفض الضغط. لذلك، على سبيل المثال، لسانت بطرسبرغ 760 ملم زئبق. - هذا هو المعيار. لكن بالنسبة لموسكو التي تقع أعلى، يبلغ الضغط الطبيعي 748 ملم زئبق.

يتغير الضغط ليس فقط عموديا، ولكن أيضا أفقيا. هذا محسوس بشكل خاص أثناء مرور الأعاصير.

هيكل الغلاف الجوي

الجو يذكرنا بكعكة الطبقة. وكل طبقة لها خصائصها الخاصة.

. التروبوسفير- الطبقة الأقرب إلى الأرض. يتغير "سمك" هذه الطبقة مع المسافة من خط الاستواء. وفوق خط الاستواء تمتد الطبقة نحو الأعلى بمقدار 16-18 كم، وفي المناطق المعتدلة بمقدار 10-12 كم، وعند القطبين بمقدار 8-10 كم.

يوجد هنا 80٪ من إجمالي كتلة الهواء و 90٪ من بخار الماء. تتشكل الغيوم هنا، وتنشأ الأعاصير والأعاصير المضادة. تعتمد درجة حرارة الهواء على ارتفاع المنطقة. وفي المتوسط، تنخفض بمقدار 0.65 درجة مئوية لكل 100 متر.

. التروبوبوز- الطبقة الانتقالية للغلاف الجوي. يتراوح ارتفاعه من عدة مئات من الأمتار إلى 1-2 كم. درجة حرارة الهواء في الصيف أعلى منها في الشتاء. على سبيل المثال، تبلغ درجة الحرارة فوق القطبين في الشتاء -65 درجة مئوية. وفوق خط الاستواء -70 درجة مئوية في أي وقت من السنة.

. الستراتوسفير- هذه طبقة تقع حدودها العليا على ارتفاع 50-55 كيلومترا. الاضطراب هنا منخفض، ومحتوى بخار الماء في الهواء لا يكاد يذكر. ولكن هناك الكثير من الأوزون. الحد الأقصى لتركيزه هو على ارتفاع 20-25 كم. في طبقة الستراتوسفير، تبدأ درجة حرارة الهواء في الارتفاع وتصل إلى +0.8 درجة مئوية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن طبقة الأوزون تتفاعل مع الأشعة فوق البنفسجية.

. الستراتوبوز- طبقة متوسطة منخفضة بين الستراتوسفير والميزوسفير الذي يليه.

. الميزوسفير- الحد الأعلى لهذه الطبقة 80-85 كيلومتراً. تحدث هنا العمليات الكيميائية الضوئية المعقدة التي تنطوي على الجذور الحرة. إنهم هم الذين يوفرون ذلك التوهج الأزرق اللطيف لكوكبنا، والذي يُرى من الفضاء.

تحترق معظم المذنبات والنيازك في طبقة الميزوسفير.

. انقطاع الطمث- الطبقة المتوسطة التالية التي تكون درجة حرارة الهواء فيها -90 درجة على الأقل.

. الغلاف الحراري- يبدأ الحد السفلي على ارتفاع 80 - 90 كم، ويمتد الحد العلوي للطبقة على ارتفاع 800 كم تقريبًا. درجة حرارة الهواء ترتفع. يمكن أن تتراوح من +500 درجة مئوية إلى +1000 درجة مئوية. خلال النهار، تصل تقلبات درجات الحرارة إلى مئات الدرجات! لكن الهواء هنا مخلخل لدرجة أن فهم مصطلح «درجة الحرارة» كما نتصوره ليس مناسباً هنا.

. الأيونوسفير- يجمع بين طبقة الميزوسفير، وطبقة الميزوبوز، والغلاف الحراري. يتكون الهواء هنا بشكل رئيسي من جزيئات الأكسجين والنيتروجين، بالإضافة إلى البلازما شبه المحايدة. أشعة الشمس التي تدخل الغلاف الأيوني تؤين جزيئات الهواء بقوة. في الطبقة السفلى (حتى 90 كم) تكون درجة التأين منخفضة. كلما زاد التأين كلما زاد التأين. لذلك، على ارتفاع 100-110 كم، تتركز الإلكترونات. وهذا يساعد على عكس موجات الراديو القصيرة والمتوسطة.

الطبقة الأكثر أهمية في الأيونوسفير هي الطبقة العليا، والتي تقع على ارتفاع 150-400 كم. وتكمن خصوصيتها في أنها تعكس موجات الراديو، مما يسهل نقل إشارات الراديو عبر مسافات كبيرة.

في الغلاف الأيوني تحدث ظاهرة مثل الشفق القطبي.

. اكسوسفير- يتكون من ذرات الأكسجين والهيليوم والهيدروجين. والغاز الموجود في هذه الطبقة نادر جدًا وغالبًا ما تهرب ذرات الهيدروجين إلى الفضاء الخارجي. ولذلك تسمى هذه الطبقة "منطقة التشتت".

أول عالم اقترح أن غلافنا الجوي له ثقل هو الإيطالي إي. توريسيلي. على سبيل المثال، أعرب أوستاب بندر في روايته "العجل الذهبي" عن أسفه لأن كل شخص يضغط عليه عمود من الهواء يزن 14 كجم! لكن المتآمر العظيم كان مخطئا بعض الشيء. يتعرض الشخص البالغ لضغط يصل إلى 13-15 طنًا! لكننا لا نشعر بهذا الثقل، لأن الضغط الجوي يتوازن مع الضغط الداخلي للإنسان. ويبلغ وزن الغلاف الجوي لدينا 5,300,000,000,000,000 طن. هذا الرقم هائل، على الرغم من أنه لا يتجاوز المليون من وزن كوكبنا.

على الأقل، لا يرجع مصدر الغلاف الجوي إلى الشمس بقدر ما يرجع إلى عمليات الحياة. إن التناقض بين محتوى العنصر رقم 7 في الغلاف الصخري (0.01%) وفي الغلاف الجوي (75.6% من حيث الكتلة أو 78.09% من حيث الحجم) ملفت للنظر. بشكل عام، نحن نعيش في جو نيتروجيني غني بالأكسجين بشكل معتدل.

وفي الوقت نفسه، لم يتم العثور على كواكب أخرى في النظام الشمسي، ولا في تكوين المذنبات أو أي كائنات أخرى في الفضاء البارد. هناك مركباته وجذوره - CN*، NH*، NH*2، NH*3، لكن لا يوجد نيتروجين. صحيح أنه تم تسجيل حوالي 2٪ من النيتروجين في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة، لكن هذا الرقم لا يزال بحاجة إلى تأكيد.

ويعتقد أن العنصر 7 لم يكن موجودا في الغلاف الجوي الأولي للأرض. فمن أين يأتي إذن في الهواء؟ على ما يبدو، كان الغلاف الجوي لكوكبنا يتكون في البداية من مواد متطايرة تشكلت في أحشاء الأرض: H2، H2O، CO2، CH4، NH3. الحرة، فإذا خرجت نتيجة النشاط البركاني تحولت إلى أمونيا. كانت الظروف المناسبة لذلك: الهيدروجين الزائد، درجات الحرارة المرتفعة - سطح الأرض لم يبرد بعد. إذن ماذا يعني أن النيتروجين كان موجودًا لأول مرة في الغلاف الجوي على شكل أمونيا؟ على ما يبدو ذلك. دعونا نتذكر هذا الظرف.

ولكن بعد ذلك نشأت الحياة... جادل فلاديمير إيفانوفيتش فيرنادسكي بأن "القشرة الغازية للأرض، وهواءنا، هو خلق الحياة". لقد كانت الحياة هي التي أطلقت الآلية المدهشة لعملية التمثيل الضوئي. بدأ أحد المنتجات النهائية لهذه العملية - المنتج الحر - في الاندماج بشكل نشط مع الأمونيا، مما أدى إلى إطلاق النيتروجين الجزيئي:

التمثيل الضوئي

CO2 + 2H2O → HSON + NaO + O2؛

4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O

والنيتروجين، كما هو معروف، لا يتفاعل مع بعضه البعض في الظروف العادية، مما سمح لهواء الأرض بالحفاظ على تركيبة "الوضع الراهن". لاحظ أن جزءًا كبيرًا من الأمونيا يمكن أن يذوب في الماء أثناء تكوين الغلاف المائي.

في الوقت الحاضر، المصدر الرئيسي للنيتروجين الذي يدخل الغلاف الجوي هو الغازات البركانية.

إذا كسرت الرابطة الثلاثية...

بعد تدمير الاحتياطيات التي لا تنضب من النيتروجين النشط المرتبط، واجهت الطبيعة الحية مشكلة كيفية ربط النيتروجين في الحالة الجزيئية الحرة، وتبين أنها خاملة للغاية. والسبب في ذلك هو جزيئه الثلاثي: N≡ ن.

عادةً ما تكون روابط هذا التعدد غير مستقرة. دعونا نتذكر المثال الكلاسيكي للأسيتيلين: NS≡ SN. الرابطة الثلاثية لجزيئه هشة للغاية، وهو ما يفسر النشاط الكيميائي المذهل لهذا الغاز. لكن النيتروجين لديه شذوذ واضح هنا: فرابطه الثلاثي يشكل أكثر الجزيئات ثنائية الذرة المعروفة استقرارًا. يتطلب الأمر جهدًا هائلاً لتدمير هذا الاتصال. على سبيل المثال، يتطلب التركيب الصناعي للأمونيا ضغطًا يزيد عن 200 ضغط جوي ودرجة حرارة تزيد عن 500 درجة مئوية، وحتى الوجود الإلزامي للعوامل الحفازة... ولحل مشكلة تثبيت النيتروجين، كان على الطبيعة إنشاء إنتاج مستمر من الأمونيا. مركبات النيتروجين باستخدام طريقة العواصف الرعدية.

تقول الإحصائيات أن أكثر من ثلاثة مليارات ضربة صاعقة في الغلاف الجوي لكوكبنا كل عام. وتصل قوة التصريفات الفردية إلى 200 مليون كيلووات، ويتم تسخين الهواء (محلياً بالطبع) إلى 20 ألف درجة. في مثل هذه درجة الحرارة الوحشية، تتفكك جزيئات الأكسجين والنيتروجين إلى ذرات، والتي تتفاعل بسهولة مع بعضها البعض وتشكل أكسيد النيتريك الهش:

N2 + O2 → 2NO

بفضل التبريد السريع (تستمر ضربة البرق لمدة عشرة آلاف من الثانية)، لا يتفكك أكسيد النيتروجين ويتأكسد بحرية بواسطة الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي إلى ثاني أكسيد أكثر استقرارًا

2NO + O2 → 2NO2.

في وجود الرطوبة الجوية وقطرات المطر، يتحول ثاني أكسيد النيتروجين إلى حمض النيتريك:

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

لذلك، في عاصفة رعدية جديدة، نحصل على فرصة السباحة في محلول ضعيف من حمض النيتريك. تخترق المياه الجوية التربة بموادها وتشكل الأسمدة الطبيعية المختلفة.

يتم تثبيت النيتروجين أيضًا في الغلاف الجوي عن طريق الوسائل الكيميائية الضوئية: بعد امتصاص كمية من الضوء، يدخل جزيء N2 في حالة متحمسة ومنشطة ويصبح قادرًا على الاتحاد مع الأكسجين.

هناك طريقتان مترابطتان لاستخراج النيتروجين من الغلاف الجوي:

1) غير العضوية،
2) الكيمياء الحيوية.

الشكل 1. دورة النيتروجين الجيوكيميائية (V.A. Vronsky، G.V. Voitkevich)

استخراج النيتروجين غير العضوي من الغلاف الجوي

في الغلاف الجوي، تحت تأثير التصريفات الكهربائية (أثناء عاصفة رعدية) أو في عملية التفاعلات الكيميائية الضوئية (الإشعاع الشمسي)، تتشكل مركبات النيتروجين (N 2 O، N 2 O 5، NO 2، NH 3، إلخ). . هذه المركبات، التي تذوب في مياه الأمطار، تسقط على الأرض مع هطول الأمطار، وتصل إلى التربة والمياه.

التثبيت البيولوجي للنيتروجين

يتم التثبيت البيولوجي للنيتروجين الجوي:

- في التربة - بكتيريا عقيدية تتعايش مع النباتات العليا،
- في الماء - الكائنات الحية الدقيقة العوالق والطحالب.

كمية النيتروجين المرتبط بيولوجيًا أكبر بكثير من كمية النيتروجين الثابت غير العضوي.

كيف يعود النيتروجين إلى الغلاف الجوي؟

- أثناء تحلل البروتينات تتشكل الأمونيا ومشتقاتها، والتي تدخل بعد ذلك إلى هواء وماء المحيطات،
- بعد ذلك، تشكل الأمونيا وغيرها من المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين، تحت تأثير بكتيريا النيتروسوموناس والبكتيريا النيتروباكتيريا، أكاسيد النيتروجين المختلفة (N 2 O، NO، N 2 O 3 و N 2 O 5). هذه العملية تسمى النترتة,
- يتفاعل حمض النيتريك مع المعادن لتكوين الأملاح. وتتأثر هذه الأملاح ببكتيريا نزع النتروجين،
- في تَقَدم نزع النتروجينيتكون النيتروجين العنصري ويعود مرة أخرى إلى الغلاف الجوي (مثال على ذلك نفاثات الغاز الموجودة تحت الأرض والتي تتكون من N 2 النقي).

أين يوجد النيتروجين؟

يدخل النيتروجين إلى الغلاف الجوي أثناء الانفجارات البركانية على شكل أمونيا. بمجرد وصولها إلى الغلاف الجوي العلوي، تتأكسد الأمونيا (NH3) وتطلق النيتروجين (N2).

وبالتالي فإن الشكل الرئيسي لتواجد النيتروجين على سطح كوكبنا هو النيتروجين الجزيئي (N2) الموجود في الغلاف الجوي للأرض.

لماذا يوجد الكثير من النيتروجين في الغلاف الجوي للأرض؟ وحصلت على أفضل إجابة

الرد من مارات[المعلم]
يمكن تحديد عدة أسباب. رئيسي: الأرض هي الكوكب الوحيد في النظام الشمسي الذي تشكل فيه شكل بروتيني من الحياة واستقر واستمر في التطور. كان تكوين الغلاف الجوي الأساسي للأرض أبسط: بخار الماء الساخن وثاني أكسيد الكربون، المنتجات الرئيسية للغازات البركانية، هي السائدة. وبعد تبريد الجو، أدت عمليات التمثيل الضوئي وتكثيف الماء إلى انخفاض كبير في نسبة ثاني أكسيد الكربون وظهور الأكسجين الحر. نقطة مهمة: من بين منتجات تحلل البروتين (الحياة الحيوانية والنباتية) تلعب اليوريا (اليوريا) وحمض البوليك دورًا مهمًا. هذه المواد، بدورها، تخضع تدريجيًا لتحلل مائي لا رجعة فيه (!) مع تكوين الأمونيا (NH3). هام: NH3 هو غاز أخف من خليط O2 وCO2 وبخار الماء - لذلك يرتفع تدريجياً إلى الطبقات العليا من الغلاف الجوي، حيث يبدأ، تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، في التأكسد ببطء مع الأكسجين الجزيئي لتكوين أكسجين حر. النيتروجين والماء: NH3 + O2 => N2 + H2O. نظرًا لأن النيتروجين غاز ثقيل نسبيًا، فإنه يحتفظ به بواسطة مجال الجاذبية الأرضية. وأخيرًا، لا تنس أنه في الظروف العادية، تكون N2 مادة خاملة كيميائيًا؛ يساهم هذا العامل أيضًا في تراكم النيتروجين الجزيئي في الغلاف الجوي لكوكبنا.
مارات
المستنير
(25806)
رد: "ما زلت لا أفهم سبب وجود القليل جدًا من النيتروجين في الغلاف الجوي للمريخ والزهرة."
لأنه لم تكن هناك أبدًا كتلة حيوية بهذه الكميات الموجودة على الأرض.
إعادة: "ربما تريد أن تقول أن النيتروجين على الكواكب الأخرى يتم تمثيله بشكل أساسي بالأمونيا."
انا لم اقل ذلك :)
رد: "الأمونيا خفيفة وبالتالي تتسرب من الجو."
لا يتسرب، بل يصل إلى منطقة عمل الأشعة فوق البنفسجية.
رد: "لكن حقيقة الأمر هي أن نسبة الأمونيا في الغلاف الجوي للمريخ والزهرة أقل من الهيليوم (الهيليوم غاز خفيف جدًا)"
يوافق.
إعادة "ولا يوجد شيء يمكن أن يتكون من الأمونيا من هناك، ولا توجد حياة، ولا توجد مادة عضوية."
هذا صحيح، هذا ما قصدته.

الرد من يرجي زايكا[المعلم]
مرحبًا، لا، لكن الكواكب العملاقة، المشتري وزحل، أليس لديهما النيتروجين أيضًا؟ فقرة... النيتروجين نفسه محايد كيميائيا وهناك الكثير منه، والغازات الأخرى أكثر عدوانية كيميائيا وتتفاعل مع كل شيء وكل شخص، لذلك فهي موجودة في حالة مرتبطة على شكل أملاح ومعادن في الصخور.

الرد من كيريل نيكيتين[المعلم]
لست متأكدا ولكن أعتقد أن ذلك بسبب زيادة دورة النيتروجين تحت تأثير الكائنات الحية (البروتينات)

الرد من ميخائيل ليفين[المعلم]
سأحاول أن أفكر...
يعتبر النيتروجين عنصرًا شائعًا جدًا، لذا يجب أن يكون موجودًا بكثرة في كل مكان.
يعتمد وجود الغاز في الغلاف الجوي على توازن التدفق الداخلي (من داخل الكوكب) والتدفق الخارجي إلى الفضاء الخارجي.
النيتروجين أخف من ثاني أكسيد الكربون، لذا فهو يختفي بشكل أسرع. على الأرجح أن المريخ ببساطة لا يستطيع الاحتفاظ به (تمامًا كما لا تستطيع الأرض الاحتفاظ بالهيدروجين أو الهيليوم).
ولكن مع كوكب الزهرة هناك سؤال كبير. يحتوي غلافه الجوي على 4% من النيتروجين، لكن الغلاف الجوي نفسه وحشي؛ وليس حقيقة أنه يحتوي على نسبة نيتروجين أقل من الأرض بالأرقام المطلقة.
شيء آخر هو أن الأرض تحتوي على القليل جدًا من ثاني أكسيد الكربون في غلافها الجوي (على الرغم من إطلاقه من الأعماق). يتعلق الأمر هنا بوجود الماء والحياة التي تربطه.

الرد من ارتيم.[يتقن]
يحدث تثبيت النيتروجين الجوي في الطبيعة في اتجاهين رئيسيين - اللاأحيائي والأحيائي. يتضمن المسار الأول بشكل رئيسي تفاعلات النيتروجين مع الأكسجين. نظرًا لأن النيتروجين خامل جدًا كيميائيًا، فإن هناك حاجة إلى كميات كبيرة من الطاقة (درجات حرارة عالية) للأكسدة. يتم تحقيق هذه الظروف أثناء ضربات البرق عندما تصل درجة الحرارة إلى 25000 درجة مئوية أو أكثر. في هذه الحالة، يحدث تكوين أكاسيد النيتروجين المختلفة. هناك أيضًا احتمال أن يحدث التثبيت اللاأحيائي نتيجة لتفاعلات التحفيز الضوئي على سطح أشباه الموصلات أو العوازل عريضة النطاق (رمال الصحراء).
ومع ذلك، فإن الجزء الرئيسي من النيتروجين الجزيئي (حوالي 1.4108 طن/سنة) ثابت حيويًا. لفترة طويلة كان يعتقد أن عددًا صغيرًا فقط من أنواع الكائنات الحية الدقيقة (وإن كانت منتشرة على نطاق واسع على سطح الأرض) يمكنها ربط النيتروجين الجزيئي: البكتيريا Azotobacter و Clostridium، البكتيريا العقدية الجذرية للنباتات البقولية Rhizobium، البكتيريا الزرقاء Anabaena، Nostoc، ومن المعروف الآن أن العديد من الأشخاص لديهم هذه القدرة على الكائنات الحية الأخرى في الماء والتربة، على سبيل المثال، الشعيات في درنات ألدر والأشجار الأخرى (إجمالي 160 نوعًا). وجميعها تحول النتروجين الجزيئي إلى مركبات الأمونيوم (NH4+). تتطلب هذه العملية إنفاقًا كبيرًا للطاقة (لتثبيت 1 جرام من النيتروجين الجوي، تستهلك البكتيريا الموجودة في العقيدات البقولية حوالي 167.5 كيلوجول، أي أنها تتأكسد حوالي 10 جرام من الجلوكوز). وبالتالي، فإن المنفعة المتبادلة من تعايش النباتات والبكتيريا المثبتة للنيتروجين تكون واضحة - فالأولى توفر للأخيرة "مكانًا للعيش فيه" وتوفر "الوقود" الذي يتم الحصول عليه نتيجة لعملية التمثيل الضوئي - الجلوكوز، والأخيرة توفر النيتروجين ضروري للنباتات في شكل يمكنها امتصاصه.
يتأكسد النيتروجين في شكل الأمونيا ومركبات الأمونيوم، التي يتم الحصول عليها في عمليات تثبيت النيتروجين الحيوي، بسرعة إلى النترات والنتريت (وتسمى هذه العملية النترجة). هذا الأخير، غير متصل بالأنسجة النباتية (وعلى طول السلسلة الغذائية من قبل الحيوانات العاشبة والحيوانات المفترسة)، لا يبقى في التربة لفترة طويلة. معظم النترات والنتريت قابلة للذوبان بدرجة عالية، لذلك يتم غسلها بواسطة الماء وينتهي بها الأمر في نهاية المطاف في محيطات العالم (يقدر هذا التدفق بـ 2.5-8·107 طن/سنة).
يخضع النيتروجين الموجود في أنسجة النباتات والحيوانات بعد وفاتها إلى الأمونيا (تحلل المركبات المعقدة المحتوية على النيتروجين مع إطلاق أيونات الأمونيا والأمونيوم) ونزع النتروجين، أي إطلاق النيتروجين الذري وكذلك أكاسيده. . تحدث هذه العمليات بالكامل بسبب نشاط الكائنات الحية الدقيقة في الظروف الهوائية واللاهوائية.
في غياب النشاط البشري، تكون عمليات تثبيت النيتروجين والنترجة متوازنة بالكامل تقريبًا من خلال التفاعلات المعاكسة لنزع النتروجين. يدخل جزء من النيتروجين إلى الغلاف الجوي من الوشاح مع الانفجارات البركانية، وجزء ثابت بقوة في التربة والمعادن الطينية، بالإضافة إلى ذلك، يتسرب النيتروجين باستمرار من الطبقات العليا للغلاف الجوي إلى الفضاء بين الكواكب.