Nasza bezcenna atmosfera
DNIA 4 maja 1961 roku Malcolm Ross i Vic Prather wznieśli się balonem na wysokość 34,6 kilometra nad poziom morza. Ustanowili tym nowy rekord, ale w tamtej chwili nie to było dla Rossa najważniejsze. Ogromne wrażenie zrobił na nim widok, który rozpostarł się przed jego oczyma, gdy delikatnie podniósł żaluzję i po raz pierwszy wyjrzał z gondoli.
„Kiedy znaleźliśmy się na wysokości 30 000 metrów”, wspominał, „zobaczyliśmy coś cudownego”. W zdumienie wprawiły Rossa barwy poszczególnych warstw atmosfery. Najpierw do wysokości około 15 kilometrów nad ziemią rozciąga się „świetlista, białawobłękitna” troposfera. Po niej następuje modra stratosfera, stopniowo coraz ciemniejsza, a dalej jest już tylko czerń kosmosu. „Oczarowani, podziwialiśmy w ciszy urzekające piękno atmosfery” — napisał Ross w czasopiśmie National Geographic.
Nasza zachwycająca atmosfera niewątpliwie zasługuje na to, by poświęcić jej chwilę uwagi.
Podtrzymuje życie
Można powiedzieć, że atmosfera to powietrzny ocean, który otula ziemię powłoką grubości około 80 kilometrów. Waży ponad 5 biliardów ton i na poziomie morza wywiera nacisk 1,03 kilograma na centymetr kwadratowy powierzchni. Takie ciśnienie powietrza zapobiega zamienieniu się naszych płynów ustrojowych w parę i dzięki temu możemy żyć. W górnych warstwach atmosfery byłoby to niemożliwe, ponieważ ciśnienie jest tam zbyt niskie. Dlatego też Ross i Prather musieli nałożyć skafandry kosmiczne. „Bez sztucznego ciśnienia”, wyjaśnił Ross, „nasza krew zaczęłaby wrzeć, a naczynia krwionośne oraz narządy wewnętrzne pękać”.
Oczywiście ów ocean powietrza jest nam niezbędny także do oddychania. Ale ponieważ pozostaje niewidoczny, większość ludzi wcale się nad tym nie zastanawia. Niemniej w starożytności pewien religijny człowiek powiedział z docenianiem: „[Bóg] daje wszystkim życie i dech, i wszystko” (Dzieje 17:24, 25).
W atmosferze zawieszone są cząstki pyłu, wokół których formują się krople wody. Bez niej nie byłoby więc deszczu. Poza tym w dzień padałyby bezpośrednio na nas palące promienie słoneczne, a nocą dokuczałby nam mróz. Na szczęście atmosfera niczym koc zatrzymuje część ciepła słonecznego, dzięki czemu noce nie są za zimne.
Co więcej, atmosfera chroni mieszkańców ziemi przed nadlatującymi meteorami. „Szacuje się, że do zewnętrznych warstw atmosfery codziennie dociera z przestrzeni kosmicznej kilka tysięcy ton ciał stałych” — wyjaśnia Herbert Riehl w książce Introduction to the Atmosphere (Podstawy wiedzy o atmosferze). Jednakże większość meteorów spala się w atmosferze, zanim dosięgnie powierzchni ziemi.
Ponadto atmosfera bardzo uprzyjemnia nam życie. Dzięki niej sprawiają nam radość skłębione białe chmury, zachwycający błękit nieba, orzeźwiające deszcze oraz cudowne wschody i zachody słońca. Bez atmosfery nie słyszelibyśmy też głosów naszych bliskich ani nie moglibyśmy się zachwycać ulubioną muzyką. Dlaczego? Ponieważ fale dźwiękowe muszą się rozchodzić w jakimś ośrodku. Powietrze doskonale spełnia tę rolę, w przeciwieństwie do przestrzeni kosmicznej, gdzie nie słychać żadnych dźwięków.
Cudowna mieszanina
W starożytności mniemano, że atmosfera jest substancją jednorodną. Później, pod koniec XVIII wieku, uczeni odkryli, iż w jej skład wchodzą głównie dwa uzupełniające się gazy — azot i tlen. Pierwszy stanowi około 78, drugi 21 procent atmosfery, a na pozostały jeden procent składają się takie gazy, jak argon, para wodna, dwutlenek węgla, neon, hel, krypton, wodór, ksenon i ozon.
Gazem, dzięki któremu żyjemy i który pobieramy podczas oddychania, jest oczywiście tlen. W powietrzu znajduje się go dokładnie tyle, by na ziemi mogło istnieć życie. Znaczny spadek stężenia tlenu spowodowałby ospałość, a z czasem utratę przytomności. Natomiast wskutek jego nadmiaru mogłaby się zapalać nawet wilgotna ściółka i runo leśne.
Z kolei azot, który doskonale miesza się z tlenem, nie odgrywa jedynie drugorzędnej roli w podtrzymywaniu życia. Jest niezbędny wszystkim organizmom. Dzięki wyładowaniom atmosferycznym i pewnym szczególnym bakteriom azot znajdujący się w powietrzu jest wykorzystywany przez rośliny. My zaś przyswajamy go razem z pożywieniem.
Właściwa proporcja między tlenem i azotem w atmosferze jest utrzymywana w naprawdę cudowny sposób. Duże znaczenie mają tu mikroorganizmy, gdyż to właśnie za ich sprawą azot powraca do atmosfery. A co można powiedzieć o tlenie? Olbrzymie jego ilości są zużywane podczas pożarów oraz w procesie oddychania ludzi i zwierząt. Mimo to jego zawartość w atmosferze stale wynosi 21 procent. Jak to możliwe? Przyczynia się do tego fotosynteza — proces chemiczny zachodzący w zielonych liściach i glonach — w wyniku której codziennie trafia do atmosfery ponad miliard ton tlenu.
Fotosynteza nie mogłaby zachodzić, gdyby nie obecność dwutlenku węgla — gazu stanowiącego zaledwie 0,03 procent atmosfery. Od niego oraz od światła słonecznego uzależniony jest wzrost roślin, dzięki czemu mamy owoce, orzechy, warzywa i zboża. Poza tym dwutlenek węgla odbija ciepło z powrotem w kierunku ziemi, chroniąc ją przed nadmiernym ochłodzeniem. Jednakże gdyby w wyniku spalania zbyt dużych ilości drewna, węgla, gazu czy ropy naftowej jego stężenie się zwiększyło, temperatura na ziemi wzrosłaby w końcu do tego stopnia, że zanikłoby wszelkie życie. Z drugiej strony znaczny spadek koncentracji owego gazu wiązałby się z zahamowaniem procesu fotosyntezy i groźbą śmierci głodowej.
Kolejnym gazem, od którego śladowej obecności zależy życie na ziemi, jest ozon. W górnej części atmosfery, zwanej stratosferą, znajduje się warstwa ozonu, pochłaniającego szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe, emitowane przez słońce. Dzięki temu mieszkańcy naszej planety są osłonięci przed tymi zabójczymi promieniami.
W miarę pogłębiania wiedzy o atmosferze mamy naprawdę coraz więcej powodów, by ją podziwiać. Azot, tlen oraz niewielkie ilości innych gazów występują w niej w doskonałych proporcjach. Zachowanie tej równowagi jest możliwe także dzięki odpowiedniej wielkości Ziemi. Na mniejszej i lżejszej planecie siła grawitacji byłaby zbyt mała, wskutek czego spora część bezcennej atmosfery uleciałaby w przestrzeń kosmiczną.
„Z drugiej strony”, czytamy w pewnym podręczniku naukowym, „gdyby Ziemia była nieco cięższa, silniejsza grawitacja zatrzymywałaby większe ilości gazów. (...) Delikatna równowaga pomiędzy gazami w atmosferze zostałaby zachwiana” (Environment of Life).
Niestety, obecny styl życia ludzi narusza tę „delikatną równowagę”. Jak groźna jest sytuacja i czy można żywić nadzieję, że nasza bezcenna atmosfera zostanie ocalona?
[Ramka na stronie 5]
Kiedy zachody słońca są piękniejsze
Atmosfera odbija promienie słoneczne w taki sposób, że niebo ma przyjemny błękitny kolor. Gdy słońce chyli się ku horyzontowi, jego promienie muszą przebyć w atmosferze znacznie dłuższą drogę. Dzięki temu powstaje gama żywych barw, której mieszkańcy miast mogą nigdy nie oglądać.
Zachody słońca w miastach przemysłowych zwykle są przyćmione i pozbawione wszelkich innych kolorów poza odcieniami czerwieni. W czasopiśmie New Scientist zauważono, że na silnie zanieczyszczonych terenach „słońce wygląda jak matowa, czerwona kula i może zniknąć, zanim zdoła dotrzeć do widnokręgu”.
„Kiedy powietrze jest wyjątkowo przejrzyste i wolne od zanieczyszczeń”, wyjaśniono tam dalej, „barwy zachodzącego słońca są szczególnie żywe. Na tle żółtopomarańczowego nieba widać jasnożółte słońce. W miarę jak kryje się ono za horyzontem, niebo stopniowo staje się niebieskie. Nawet gdy słońce już całkiem zniknie, niskie chmury wciąż jeszcze odbijają jego światło”.
Wyobraźmy sobie, jak pięknymi zachodami słońca będzie się można rozkoszować w świecie wolnym od zanieczyszczeń! (Objawienie 21:3-5).