- Ранняя атмосфера образовалась в результате вулканической деятельности — её CO₂, охлаждаясь до состояния пара, конденсировался в океаны; фотосинтез (водоросли, растения) повысил уровень кислорода и захоронил углерод.
- Парниковые газы — CO₂ и метан — удерживают излучение; деятельность человека повышает их концентрацию, что приводит к изменению глобального климата.
- Загрязнители от топлива — CO, SO₂, NOₓ, частицы — каждый имеет источник, химию образования и последствия.
Химия атмосферы
AQA · GCSE · Chemistry · Тема 9
9.1
Химия атмосферы: четыре миллиарда лет воздуха
Словарь
Тренировать
| English | Русский |
|---|---|
| greenhouse gas/ˈɡriːnhaʊs ɡæs/ | парниковый газ |
| photosynthesis/ˌfəʊtəʊˈsɪnθəsɪs/ | фотосинтез |
| fossil fuel/ˈfɒsl ˈfjuːəl/ | ископаемое топливо |
| global climate change/ˈɡləʊbl ˈklaɪmət tʃeɪndʒ/ | глобальное изменение климата |
| acid rain/ˈæsɪd reɪn/ | кислотные дожди |
| incomplete combustion/ɪŋkəmˈpliːt kəmˈbʌstʃn/ | неполное сгорание |
| particulates/pəˈtɪkjʊleɪts/ | взвешенные частицы |
9.1
Эволюция земной атмосферы (4.9.1)
Программа
Эволюция атмосферы Земли (AQA 8462 statements 4.9.1.1-4.9.1.2).
- Описывать доказательства и состав ранней атмосферы.
- Объяснять, как океаны, карбонаты и фотосинтез изменили атмосферу до современных пропорций.
Источник: Программа Cambridge International
Теории: точный состав ранней атмосферы неизвестен — данные получены из газов, захваченных в древнем льду, и из атмосфер других планет сегодня. Интенсивная вулканическая активность выбрасывала газы: преимущественно углекислый газ, водяной пар, азот и следы метана и аммиака — мало или совсем без кислорода.
Водяной пар конденсировался, образуя океаны; CO₂ растворялся в них и связывался в карбонатные отложения (раковины). В течение ~2.7 миллиарда лет водоросли и растения осуществляли фотосинтез, поглощая CO₂ и выделяя кислород — уровень кислорода рос, CO₂ снижался; значительная часть углерода была захоронена в виде ископаемого топлива. Азот, будучи инертным, накапливался и доминирует в современном воздухе: около четырёх пятых N₂, одна пятая O₂, а также аргон и ~0.04 % CO₂.
9.2
Парниковые газы и изменение глобального климата (4.9.2)
Программа
Парниковые газы и глобальное изменение климата (AQA 8462 statements 4.9.2.1-4.9.2.3).
- Назвать парниковые газы и объяснить механизм действия с учётом длин волн.
- Связывать деятельность человека с ростом концентрации газов и интерпретировать предоставленные климатические данные.
- Описывать последствия глобального изменения климата и основы научного консенсуса.
Источник: Программа Cambridge International
Парниковые газы — углекислый газ, метан и водяной пар — поглощают и переизлучают часть длинноволнового инфракрасного излучения, которое тёплая Земля испускает в космос, поддерживая температуру поверхности выше, чем она была бы иначе. Гипотеза глобального изменения климата утверждает, что рост уровня парниковых газов повышает среднюю температуру.
Человеческие причины: обезлесение (меньше поглощаемого CO₂), сжигание ископаемого топлива (больше CO₂), скотоводство/рисоводство и свалки (метан). Последствия, обсуждаемые в спецификации: таяние льдов, повышение уровня моря, изменение режима осадков и экстремальные погодные явления. Научный консенсус основан на проверенных peer-reviewed доказательствах — интерпретируйте представленные данные о температуре, CO₂ и метане во времени.
9.3
Атмосферные загрязнители и их источники (4.9.3)
Программа
Атмосферные загрязнители и источники их образования (AQA 8462 statement 4.9.3).
- Связывать полное и неполное горение с продуктами CO2, водой, CO и частицами, а также с их воздействием.
- Объяснять образование и воздействие диоксида серы и оксидов азота, включая кислотные дожди и методы их снижения.
Источник: Программа Cambridge International
Сжигание топлива выделяет:
- угарный газ (CO) — токсичный газ, образующийся при неполном сгорании в условиях недостатка кислорода; связывается с гемоглобином, снижая транспорт кислорода;
- углеродистые частицы (сажа) — также образуются при неполном сгорании; усугубляют дыхательные заболевания и вызывают глобальное потемнение;
- диоксид серы (SO₂) и оксиды азота (NOₓ) — из примесей в топливе / реакции азота при температурах двигателя; вызывают кислотные дожди (повреждающие деревья, озёра, здания) — удаляются из дымовых газов нейтрализацией щелочами (например, оксидом кальция);
- NOₓ также образуется при высоких температурах двигателя из N₂ + O₂ и способствует образованию фотохимического смога.
Полное сгорание — при достаточном количестве кислорода — даёт только CO₂ и воду.
9.3
Чек-лист перед завершением этой темы
- Последовательность эволюции с доказательствами и их неопределённостью; современный состав в долях.
- Механизм парникового эффекта через длины волн; четыре антропогенных фактора; консенсус и интерпретация данных.
- Каждый загрязнитель: источник, полное и неполное сгорание, воздействие и один способ снижения вреда.