Atmosphère terrestre

À l'origine, l'atmosphère terrestre n'avait presque pas d'oxygène libre. La première atmosphère était constituée de gaz de la nébuleuse solaire, principalement de l'hydrogène. Il pouvait y avoir des hydrures simples comme ceux que l'on trouve aujourd'hui dans les géants gazeux (Jupiter et Saturne) : vapeur d'eau, méthane et ammoniac. L'atmosphère s'est progressivement transformée pour devenir principalement composée de dioxyde de carbone et d'azote. Les gaz plus légers, comme l'hydrogène et l'hélium, ne peuvent pas être retenus par la gravité terrestre et s'échapperaient. Pendant longtemps (disons 2 milliards d'années ou plus), l'atmosphère a été dominée par le dioxyde de carbone.

Lors du grand événement d'oxygénation, l'atmosphère a changé pour devenir celle que nous avons maintenant, l'oxygène remplaçant le dioxyde de carbone. Notre atmosphère est encore principalement composée d'azote, mais la plupart des organismes vivants interagissent davantage avec l'oxygène qu'avec l'azote. L'oxygénation a commencé avec les cyanobactéries qui fabriquaient de l'oxygène libre par photosynthèse. Aujourd'hui, la plupart des organismes ont besoin d'oxygène pour leur respiration : seuls quelques organismes anaérobies peuvent se développer sans oxygène.

Certaines parties de l'atmosphère sont chaudes ou froides, selon la hauteur. Si un objet monte directement, il fait plus froid, mais il se réchauffe à mesure que l'objet monte plus haut. Ces changements de température sont divisés en couches. Celles-ci sont comme les couches d'un oignon. La différence entre les couches est la façon dont la température change.

Ce sont les couches de l'atmosphère, en partant du sol :

• Troposphère - Commence au sol. Se termine entre 0 et 18 kilomètres (0 à 11 miles). Plus c'est haut, plus il fait froid. Le temps dans cette couche affecte notre vie quotidienne.
• Stratosphère - Commence à 18 kilomètres (11 miles). Se termine à 50 kilomètres. Plus c'est haut, plus il fait chaud. La chaleur provient de la couche d'ozone au sommet de la stratosphère. Il y a peu de vapeur d'eau et d'autres substances dans cette couche. Les avions volent dans cette couche car elle est généralement stable et la résistance de l'air est faible.
• Mésosphère - Commence à 50 kilomètres (31 miles). Se termine à 80 ou 85 kilomètres (50 ou 53 miles). Plus c'est haut, plus il fait froid. Dans cette couche, les vents sont forts et la température n'est donc pas stable.
• Thermosphère - commence à 80 ou 85 kilomètres (50 ou 53 miles). Elle se termine à 640 kilomètres ou plus. Plus c'est haut, plus il fait chaud. Cette couche est très importante pour les communications radio car elle contribue à réfléchir certaines ondes radio.
• Exosphère - Au-dessus de la thermosphère. C'est la couche supérieure, et elle se fond dans l'espace interplanétaire.

Les changements d'une couche à l'autre ont été nommés "-pauses". La tropopause est donc l'endroit où la troposphère se termine (7 à 14 kilomètres de haut). La stratopause se situe à l'extrémité de la stratosphère. La mésopause se trouve à l'extrémité de la mésosphère. On appelle cela des frontières.

La température moyenne de l'atmosphère à la surface de la Terre est de 14 °C (57 °F).

L'atmosphère est sous pression. C'est parce que même si l'air est un gaz, il a un poids. La pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer est d'environ 101,4 kilopascals (14,71 psi).

La densité de l'air au niveau de la mer est d'environ 1,2 kilogramme par mètre cube. Cette densité diminue à des altitudes plus élevées au même rythme que la pression. La masse totale de l'atmosphère est d'environ 5,1 × ¹⁰¹⁸ kg, ce qui ne représente qu'une très petite partie de la masse totale de la Terre.

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