ما هو الغاز الأكثر وفرة على الكوكب؟
الغاز الأكثر وفرة على هذا الكوكب هو النيتروجين ، الذي يحتل حوالي أربعة أخماس الغلاف الجوي للأرض.
تم عزل هذا العنصر والاعتراف به كمادة محددة خلال التحقيقات الأولى للهواء.
في عام 1772 ، أثبت كارل فيلهلم شيل ، الكيميائي السويدي ، أن الهواء عبارة عن مزيج من غازين ، أحدهما يطلق عليه "هواء النار" (الأكسجين) ، لأنه يدعم الاحتراق و "الهواء المتسخ" الآخر (النيتروجين) ، وذلك بسبب كان ما بقي بعد نفاد "هواء النار".
في نفس الوقت تقريبًا ، تم التعرف على النيتروجين أيضًا من قبل عالم النبات الاسكتلندي ، دانييل روثرفورد (الذي كان أول من نشر النتائج التي توصل إليها) ، والكيميائي البريطاني هنري كافينديش ورجل الدين البريطاني والعالم جوزيف بريستلي ، الذين حصلوا مع شيل على تقدير لاكتشاف الأكسجين (Sanderson، 2017).
ما هي الغازات التي تشكل جو الكوكب؟
يتكون الغلاف الجوي من مزيج من عدة غازات مختلفة ، بكميات مختلفة. الغازات الدائمة التي لا تتغير نسبتها من يوم لآخر ؛ النيتروجين والأكسجين والأرجون.
يمثل النيتروجين 78 ٪ من الغلاف الجوي ، والأكسجين 21 ٪ والأرجون 0.9 ٪. الغازات مثل ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز والميثان والأوزون هي غازات نفايات تمثل حوالي عُشر واحد في المائة من الغلاف الجوي (NC Estate University، 2013).
لذلك ، نعتقد أن النيتروجين والأكسجين يمثلان حوالي 99 ٪ من الغازات في الغلاف الجوي.
توجد الغازات المتبقية ، مثل ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والغازات النبيلة مثل الأرجون ، بنسب أصغر بكثير (بي بي سي ، 2014).
بخار الماء هو الوحيد الذي يتراوح تركيزه بين 0-4٪ من الغلاف الجوي اعتمادًا على مكانك ووقت النهار.
في المناطق القاحلة الباردة والجافة ، يمثل بخار الماء عادة أقل من 1 ٪ من الغلاف الجوي ، في حين أن بخار الماء في المناطق المدارية الرطبة يمكن أن يمثل حوالي 4 ٪ من الغلاف الجوي. محتوى بخار الماء مهم جدا للتنبؤ بالطقس.
تحتوي غازات الدفيئة ، التي تختلف نسبتها المئوية يوميًا وموسمية وسنوية ، على خواص فيزيائية وكيميائية تجعلها تتفاعل مع الإشعاع الشمسي وضوء الأشعة تحت الحمراء (الحرارة) المنطلق من الأرض ، للتأثير على توازن الطاقة في العالم.
هذا هو السبب في أن العلماء يراقبون عن كثب الزيادة الملحوظة في غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان ، لأنه على الرغم من صغر حجمها ، إلا أنها يمكن أن تؤثر بقوة على توازن الطاقة العالمي ودرجة الحرارة في نفس الوقت. وقت طويل (ناسا ، SF).
غاز النيتروجين
يعتبر النيتروجين ضروريًا للحياة على الأرض ، لأنه عنصر مركب لجميع البروتينات ويمكن العثور عليه في جميع النظم الحية.
تتواجد مركبات النيتروجين في المواد العضوية والأغذية والأسمدة والمتفجرات والسموم.
يعتبر النيتروجين أمرًا ضروريًا للحياة ، ولكن الكثير منه قد يكون ضارًا بالبيئة.
يعتبر النيتروجين ، الذي سمي على اسم الكلمة اليونانية "نيترون" ، والذي يعني "الصودا الأصلية" ، ومعنى الجينات "في التكوين" ، خامس أكثر العناصر وفرة في الكون.
كما ذكرنا ، يشكل غاز النيتروجين 78٪ من هواء الأرض ، وفقًا لمختبر لوس ألاموس الوطني ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية. من ناحية أخرى ، جو المريخ هو فقط 2.6 في المئة من النيتروجين.
هيكل جزيء النيتروجين له رابطة ثلاثية. هذا يجعل من الصعب للغاية كسر ويعطيها شخصية معينة من الغاز الخامل.
من الشائع أن يعمل الكيميائيون في الأجواء المشبعة بالنيتروجين للحصول على ظروف منخفضة التفاعل (الجمعية الملكية للكيمياء ، 2017).
النيتروجين ، مثل الماء والكربون ، هو مورد طبيعي متجدد يتم استبداله بدورة النيتروجين.
تعد دورة النيتروجين ، حيث يتم تحويل النيتروجين في الغلاف الجوي إلى مركبات عضوية مختلفة ، واحدة من أهم العمليات الطبيعية للحفاظ على الكائنات الحية.
أثناء الدورة ، تقوم البكتيريا الموجودة في التربة بعملية "إصلاح" النيتروجين في الغلاف الجوي في الأمونيا ، والتي تحتاجها النباتات للنمو.
تحوّل البكتيريا الأخرى الأمونيا إلى أحماض أمينية وبروتينات. ثم تأكل الحيوانات النباتات وتستهلك البروتين.
تعود مركبات النيتروجين إلى التربة من خلال فضلات الحيوانات. تحول البكتيريا النيتروجين المتبقي إلى غاز النيتروجين ، والذي يعود إلى الغلاف الجوي.
في محاولة لجعل المحاصيل تنمو بشكل أسرع ، يستخدم الناس النيتروجين في الأسمدة.
ومع ذلك ، فإن الاستخدام المفرط لهذه الأسمدة في الزراعة كان له عواقب وخيمة على البيئة وصحة الإنسان ، حيث ساهم في تلوث المياه الجوفية والسطحية.
وفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) ، فإن تلوث العناصر الغذائية الناجم عن فائض النيتروجين والفوسفور في الهواء والماء هو واحد من أكثر المشاكل البيئية انتشارًا ومكلفة وتحديًا (Blaszczak-Boxe ، 2014).
تعد مركبات النيتروجين مكونًا أساسيًا في تكوين الأوزون على مستوى سطح الأرض. بالإضافة إلى التسبب في مشاكل في الجهاز التنفسي ، تساهم مركبات النيتروجين في الجو في تكوين المطر الحمضي (Oblack ، 2016).
