Ποιο είναι το πιο άφθονο αέριο στον πλανήτη;

Το το πιο άφθονο αέριο στον πλανήτη είναι το άζωτο, το οποίο καταλαμβάνει περίπου τα τέσσερα πέμπτα της γήινης ατμόσφαιρας. 

Το στοιχείο αυτό απομονώθηκε και αναγνωρίστηκε ως ειδική ουσία κατά τις πρώτες έρευνες στον αέρα.

Ο Carl Wilhelm Scheele, σουηδική χημικός, έδειξε το 1772 ότι ο αέρας είναι ένα μίγμα δύο αερίων, ένα εκ των οποίων ονομάζεται «αέρας φωτιά» (οξυγόνο), για την υποστήριξη της καύσης και το άλλο «βρώμικο αέρα» (άζωτο), επειδή ήταν αυτό που παρέμεινε μετά την εξάντληση του "αέρα της φωτιάς".

Περίπου την ίδια ώρα, το άζωτο αναγνωρίστηκε επίσης από ένα σκωτσέζικο βοτανολόγος Daniel Rutherford (ο οποίος ήταν ο πρώτος που δημοσιεύουν τα ευρήματά τους), από τη βρετανική χημικό Henry Cavendish και ο κληρικός και Βρετανός επιστήμονας Joseph Priestley, ο οποίος μαζί με Σίλε, να πάρει αναγνώριση για την ανακάλυψη του οξυγόνου (Sanderson, 2017).

Ποια αέρια συνθέτουν την ατμόσφαιρα του πλανήτη?

Η ατμόσφαιρα αποτελείται από ένα μείγμα διαφόρων αερίων, σε διαφορετικές ποσότητες. Τα μόνιμα αέρια των οποίων τα ποσοστά δεν αλλάζουν από μέρα σε μέρα είναι: άζωτο, οξυγόνο και αργό.

Το άζωτο αντιπροσωπεύει το 78% της ατμόσφαιρας, το οξυγόνο 21% και το αργόν 0,9%. Τα αέρια όπως το διοξείδιο του άνθρακα, τα οξείδια του αζώτου, το μεθάνιο και το όζον είναι απόβλητα που αντιπροσωπεύουν περίπου το ένα δέκατο του 1% της ατμόσφαιρας (NC Estate University, 2013).

Επομένως, υποθέτουμε ότι το άζωτο και το οξυγόνο αντιπροσωπεύουν περίπου το 99% των αερίων στην ατμόσφαιρα.

Τα υπόλοιπα αέρια, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, ο υδρατμός και τα ευγενή αέρια όπως το αργόν, βρίσκονται σε πολύ μικρότερες αναλογίες (BBC, 2014).

Ο υδρατμός είναι ο μόνος του οποίου η συγκέντρωση κυμαίνεται από 0-4% της ατμόσφαιρας ανάλογα με το πού βρίσκεστε και την ώρα της ημέρας.

Σε κρύες και ξηρές περιοχές, οι υδρατμοί αντιπροσωπεύουν συνήθως λιγότερο από το 1% της ατμόσφαιρας, ενώ σε υγρές τροπικές περιοχές οι ατμοί νερού μπορούν να αντιπροσωπεύουν σχεδόν το 4% της ατμόσφαιρας. Η περιεκτικότητα σε υδρατμούς είναι πολύ σημαντική για την πρόβλεψη του κλίματος.

Τα αέρια του θερμοκηπίου, τα ποσοστά ποικίλουν από την καθημερινή, εποχιακά και ετήσια, έχουν φυσικές και χημικές ιδιότητες που τα καθιστούν αλληλεπιδρούν με την ηλιακή ακτινοβολία και ανεξάρτητο υπέρυθρο φως (θερμότητα) από τη Γη, για να επηρεάσει το ενεργειακό ισοζύγιο του μπαλονιού.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι επιστήμονες παρακολουθούν στενά την παρατηρούμενη αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου, όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο, αφού αν και μικρό σε ποσότητα, μπορεί να επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό τη συνολική ενεργειακή ισορροπία και τη θερμοκρασία να (NASA, SF).

Αέριο αζώτου

Το άζωτο είναι απαραίτητο για τη ζωή στη Γη, καθώς αποτελεί σύνθετο συστατικό όλων των πρωτεϊνών και μπορεί να βρεθεί σε όλα τα ζωντανά συστήματα.

Οι ενώσεις αζώτου υπάρχουν σε οργανικά υλικά, τρόφιμα, λιπάσματα, εκρηκτικά και δηλητήρια.

Το άζωτο είναι ζωτικής σημασίας για τη ζωή, αλλά πάρα πολλά μπορούν επίσης να είναι επιβλαβή για το περιβάλλον.

Ονομάστηκε μετά από την ελληνική λέξη nitron, που σημαίνει "φυσική σόδα", και το γονίδιο που σημαίνει "να σχηματίσει", το άζωτο είναι το πέμπτο πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν.

Όπως αναφέρθηκε, το αέριο άζωτο αντιπροσωπεύει 78 τοις εκατό του αέρα της Γης, σύμφωνα με το Los Alamos National Laboratory, Καλιφόρνια, ΗΠΑ. Από την άλλη πλευρά, η ατμόσφαιρα στον Άρη είναι μόνο 2,6% αζώτου.

Η δομή του μορίου αζώτου έχει έναν τριπλό δεσμό. Αυτό καθιστά πολύ δύσκολο να σπάσει και να δώσει ένα ορισμένο χαρακτήρα αδρανούς αερίου.

Είναι σύνηθες για τους χημικούς να δουλεύουν σε ατμόσφαιρες κορεσμένους με άζωτο για να αποκτήσουν συνθήκες χαμηλής αντιδραστικότητας (Royal Society of Chemistry, 2017).

Το άζωτο, όπως το νερό και ο άνθρακας, είναι ένας ανανεώσιμος φυσικός πόρος που αναπληρώνεται μέσω του κύκλου του αζώτου.

Ο κύκλος του αζώτου, στον οποίο το ατμοσφαιρικό άζωτο μετατρέπεται σε διάφορες οργανικές ενώσεις, είναι μία από τις πιο σημαντικές φυσικές διεργασίες για τη διατήρηση των ζωντανών οργανισμών.

Κατά τη διάρκεια του κύκλου, τα βακτήρια στη διαδικασία του εδάφους ή "σταθεροποιούν" το ατμοσφαιρικό άζωτο στην αμμωνία, την οποία τα φυτά πρέπει να αναπτυχθούν.

Άλλα βακτήρια μετατρέπουν την αμμωνία σε αμινοξέα και πρωτεΐνες. Στη συνέχεια, τα ζώα τρώνε τα φυτά και καταναλώνουν την πρωτεΐνη.

Οι ενώσεις αζώτου επιστρέφουν στο έδαφος μέσω ζωικών αποβλήτων. Τα βακτήρια μετατρέπουν το υπολειμματικό άζωτο σε αέριο άζωτο, το οποίο επιστρέφει στην ατμόσφαιρα.

Σε μια προσπάθεια να γίνουν ταχύτερες οι καλλιέργειες, οι άνθρωποι χρησιμοποιούν το άζωτο στα λιπάσματα.

Ωστόσο, η υπερβολική χρήση αυτών των λιπασμάτων στη γεωργία είχε καταστροφικές συνέπειες για το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία, καθώς συνέβαλε στη μόλυνση των υπόγειων και επιφανειακών υδάτων..

Σύμφωνα με την Υπηρεσία Περιβαλλοντικής Προστασίας των Ηνωμένων Πολιτειών (EPA), θρεπτικό ρύπανση που προκαλείται από περίσσεια αζώτου και φωσφόρου στον αέρα και το νερό, είναι ένα από τα πιο διαδεδομένα, δαπανηρή και περιβαλλοντικά προβλήματα (Blaszczak-boxe, 2014).

Οι ενώσεις αζώτου είναι ένα κύριο συστατικό στο σχηματισμό όζοντος στο επίπεδο του εδάφους. Εκτός από την πρόκληση αναπνευστικών προβλημάτων, οι ενώσεις του αζώτου στην ατμόσφαιρα συμβάλλουν στον σχηματισμό όξινης βροχής (Oblack, 2016).

Αναφορές

1. (2014). Η ατμόσφαιρα της Γης. Ανακτήθηκε από bbc.co.uk.
2. Blaszczak-Boxe, Α. (2014, 22 Δεκεμβρίου). Γεγονότα για το άζωτο. Ανακτήθηκε από το lifecience.com.
3. (S.F.). Ατμοσφαιρική Σύνθεση Ανακτήθηκε από το science.nasa.gov.
4. NC Estate Πανεπιστήμιο. (2013, 9 Αυγούστου). Σύνθεση της ατμόσφαιρας. Ανακτήθηκε από ncsu.edu.
5. Oblack, R. (2016, 3 Φεβρουαρίου). Άζωτο - Αέρια στην Ατμόσφαιρα. Ανακτήθηκε από thoughtco.com.
6. Βασιλική Εταιρεία Χημείας. (2017). Άζωτο. Ανακτήθηκε από rsc.org.
7. Sanderson, R.T. (2017, 12 Φεβρουαρίου). Άζωτο (Ν). Ανάκτηση από britannica.com.