§6.1 кислород в природе. атмосфера.
§6.1 Кислород, его распространенность в природе. Атмосфера.
Кислород – 8-й элемент Периодической таблицы (заряд ядра 8), химический символ – O, относительная атомная масса (атомный вес) 16. Валентность кислорода в соединениях равна двум, наиболее распространенная степень окисления -2. Молекула кислорода О2 , молекулярная масса (молекулярный вес) 32 а.е.м. Молярная масса 32 г/моль.
Мы не случайно начинаем изучение химии важнейших элементов с кислорода. Кислород – действительно важнейший элемент. Его химия тесно связана практически со всеми элементами Периодической системы, поскольку с каждым из них кислород образует те или иные соединения. Исключение составляют только легкие инертные газы – гелий, неон, аргон.
Есть и еще одна важная причина. Кислород играет исключительную роль в существовании на Земле жизни и всей человеческой цивилизации. На поверхности планеты – в земной коре – связанный кислород является самым распространенным элементом. В составе минералов, в виде соединений с другими элементами он составляет 47 % от массы земной коры!
В атмосфере Земли кислород находится в свободном (не связанном) состоянии: здесь его 21 % по объему или 23 % по массе.
Толщина земной атмосферы составляет несколько сотен километров. Разумеется, уже в 100 км от поверхности Земли атмосфера очень разрежена, тем не менее, ее состав определяется с помощью спутников. Если взять глобус диаметром 35 см и представить вокруг него двухсантиметровый слой, то мы получим некоторое понятие о масштабах земной атмосферы. Ее объем составляет более чем 4·1018 м3. Огромное количество кислорода (86 — 89 % по массе с учетом растворенных в воде солей) содержит гидросфера Земли – моря и океаны.
** Преобладание кислорода среди других элементов в атмосфере и земной коре нашей планеты не может оказаться случайным. Вероятно, это явление связано с возникновением и развитием жизни. В атмосфере молодой Земли кислорода практически не было. Основная масса первичной атмосферы приходилась на диоксид углерода CO
2. Оставшуюся часть составляли газы, которые и сейчас выделяются из недр при вулканической деятельности. Главным образом это пары воды (Н2О), хлористый водород (HCl), монооксид углерода (СО), азот (N2), сероводород (H2S) и другие.
Основная масса кислорода в атмосфере планеты возникла только после появления на Земле первых фотосинтезирующих одноклеточных организмов – прокариот, известных под названием сине-зеленые водоросли. Процесс этот начался около 2 млрд. лет тому назад (см. рис. 6-1). Под действием солнечного света (отсюда название – фотосинтез) прокариоты усваивали из углекислого газа углерод и кислород. Из воды они усваивали только водород, одновременно выделяя в атмосферу свободный кислород в качестве побочного продукта жизнедеятельности.
Прокариоты не нуждались в свободном кислороде – такой тип бескислородного «дыхания» называется анаэробным. Возможно, кислород нужен был прокариотам и как средство борьбы с анаэробными бактериями-конкурентами. Кислород накапливался в атмосфере и реагировал с элементами и их соединениями, находящимися на поверхности и в атмосфере молодой Земли.
Рис. 6-1. Одна из гипотез возникновения современной атмосферы Земли. Обратите внимание на связь между изменением состава атмосферы и сменой биологических эпох. (По книге П. Эткинса «Молекулы»).
Таким образом, весьма ценный для нас с вами кислород, которым мы дышим и без которого не в состоянии прожить и нескольких минут, когда-то был загрязняющим веществом в атмосфере. Это грандиозное «загрязнение» атмосферы кислородом оставило свой след в геологическом строении Земли. Когда выделяемый прокариотами кислород окислил находящееся на поверхности планеты железо, Земля во многих местах покрылась красноватой ржавчиной — оксидами железа. Именно из оксидов железа состоят железные руды. Их мощные залежи и сегодня напоминают об этой эпохе.
Постепенно кислорода стало в атмосфере так много, что анаэробные бактерии уступили место другим существам – с аэробным (кислородным) типом дыхания. Аэробные организмы используют для дыхания не СО
2, а молекулярный кислород. Вплоть до нашего времени длится геологическая эпоха, когда огромные количества кислорода постоянно расходуются на дыхание живых существ и горение.
Интересно, что только теперь, спустя 2 миллиарда лет, совершенно точно выяснился «геологический смысл жизни» каждой отдельно взятой сине-зеленой водоросли, жившей в то время. Это живое существо должно было родиться здоровым, прожить как можно более долгую жизнь (чтобы выделить в атмосферу как можно больше кислорода), оставить после себя здоровое, полноценное потомство. Оно не должно
было «обижать» других прокариот, чтобы и те могли выполнить такую же миссию, отведенную им природой. Иными словами, смысл жизни заключается в том, чтобы жить.
Вероятно, это правило действует и поныне для всех живых существ. Не пройдет и одного-двух миллиардов лет, как выяснится «геологический смысл жизни» человечества. В чем он, этот смысл? Попробуйте подумать на эту тему (см. задачу 6.22 в конце этой главы).
Но вернемся к атмосфере Земли. Каким же образом в нашу эпоху восполняются потери кислорода в природе? Это происходит благодаря растениям, которые сохранили способность под действием солнечных лучей (фотосинтетически) превращать углекислый газ и воду в кислород и углеводы (строительный материал клеток растений). Процесс образования в растениях углеводов (целлюлозы, крахмала и других) можно записать таким общим уравнением (здесь n – некое целое число, достаточно большое):
Вспомните предыдущую главу, где мы рассчитали потери кислорода при работе сравнительно маломощного автомобильного двигателя, и вы поймете, почему лесные массивы зачастую называют легкими планеты. Очень важную роль играют и водоросли океана. Все растения Земли в течение года создают около 300 млрд. т кислорода. Таким образом, все блага и само существование человеческой цивилизации целиком зависят от зеленых растений.
Кислород – газ без цвета, вкуса и запаха, немного тяжелее воздуха. Если на весах уравновесить пустой стакан, а затем через трубку наполнить его кислородом, то равновесие нарушится.
Кислород слабо растворим в воде – в 1 л воды при 20°
С растворяется 31 мл кислорода (0,004% по массе). Тем не менее, этого количества хватает для дыхания рыб, живущих в водоемах.
Жидкий кислород – подвижная, слегка голубоватая жидкость, кипящая при -183 °
С. Твердый кислород – синие кристаллы, плавящиеся при еще более низкой температуре -218,7 °
С.
Природный кислород содержит три изотопа: 168O (99,76%), 178O (0,04%), 188O (0,20%).
Самый «легкий» изотоп (кислород-16) имеет атомную массу 15,9949. Два других изотопа имеют массу 16,999 и 17,999. Но «тяжелых» изотопов в природном кислороде крайне мало, поэтому его атомная масса составляет «среднее» значение 15,9994. В свободном виде кислород обычно существует в виде двухатомных молекул О2.
Структуру молекулы кислорода в первом приближении можно представить следующим образом:
Вместе с неподеленными парами электронов каждое ядро молекулы O
2 «обслуживается» восемью электронами, что и требуется для достижения минимума энергии всей системы.
** В реальности молекула кислорода имеет более сложное строение. Экспериментально показано, что в ней имеются неспаренные электроны. Это установлено изучением магнитных свойств кислорода (кислород притягивается магнитом!), Дело в том, что наличие парамагнетизма у молекулы свидетельствует о присутствии в ней неспаренных электронов. Удалось найти и теоретическое объяснение таких необычных свойств молекулы кислорода с помощью современной теории молекулярных орбиталей. В соответствии с этой теорией, при образовании химической связи атомные орбитали (АО) отдельных атомов никуда не «исчезают» — они становятся молекулярными орбиталями (МО). В каждом атоме кислорода на внешнем уровне 4 орбитали: одна s- и три p-, на которых располагаются 6 электронов (…2s2 2p4). При образовании молекулы О2 образуется 8 МО, на которых должны расположиться 12 электронов. Как видно из приведенной ниже диаграммы (МО показаны в виде горизонтальных черточек и расположены снизу вверх по возрастанию энергии), молекулярных орбиталей не хватает для того, чтобы расположить на них все электроны парами. Поэтому два электрона вынуждены оставаться неспаренными (по правилу Гунда):
Трудно сказать, как при этом правильно изображать структурную формулу молекулы кислорода. Можно рассмотреть два варианта:
Судя по длине связи в молекуле О2 (1,207 ангстрема), вариант с кратными связями ближе к истине. Например, известно, что длина простой связи О–О в молекуле перекиси водорода Н2О2 намного больше: 1,48 ангстрема.
Однако валентность (II) для кислорода в подавляющем большинстве его соединений не вызывает никаких сомнений.
_________________
Аэрозольные частицы: загрязнение атмосферы
Аэрозоли относятся к так называемым дисперсным системам. Дисперсная система состоит из множества мелких аэрозольных частиц, которые образуют дисперсную фазу системы и как бы рассеяны в однородной среде (дисперсионной среде). Слово dispersio в переводе с латинского означает рассеяние.
В случае аэрозолей дисперсионная среда – это газообразная среда, а дисперсная фаза – твердые или жидкие частицы, взвешенные (рассеянные) в газообразной среде. Дисперсионная среда – смесь соответствующих газов включая водяные пары. Аэрозоли с жидкой дисперсной фазой имеют специальное название – «туманы», а с твердой дисперсной фазой — «дымы» и «пыли».
Аэрозольные частицы могут иметь либо природное происхождение, либо антропогенное. Одним из источников естественных аэрозолей служит поверхность Мирового океана. Аэрозоли над океаном возникают в результате разбрызгивания и последующего испарения капель морской воды. Эти капли образуются при сдувании ветром брызг с гребней волн. Основной компонент морских аэрозолей—хлорид натрия NaCl.
Другие источники естественных аэрозолей – вулканические выбросы в атмосферу, ветровая эрозия почв и горных пород, пылевые бури, степные и лесные пожары. Отметим также аэрозоли космического происхождения (метеорная пыль) и биологического происхождения (споры грибов, пыльца растений).
Аэрозоли антропогенного происхождения возникают в результате выбросов в атмосферу отходов промышленных и бытовых предприятий и выхлопных газов автомобилей, взрывов, пожаров, вызванных людьми, сжигания свалок и т. п. Сюда же надо отнести пылевые бури в районах с эрозией почвы, обусловленной деятельностью человека.
Аэрозольные частицы загрязняют атмосферу. Это особенно относится к аэрозолям антропогенного происхождения. По сравнению с естественными аэрозолями они существенно токсичнее, биологически опаснее и к тому же могут иметь повышенную концентрацию взвешенных частиц в отдельных районах (например, в крупных промышленных центрах).
Наибольший вклад в загрязнение вносят выбросы в атмосферу от:
- автотранспорта,
- авиации,
- теплоэлектростанций,
- нефтехимических и металлургических предприятий.
Заметим, что многие вещества, являющиеся безвредными в виде сплошных тел, становятся опасными, превратившись в аэрозоли. Так, в топочном дыме помимо частичек сажи содержатся капельки серной кислоты , образовавшейся из присутствующего в дыме диоксида серы.
Естественные аэрозоли в целом не наносят серьезного ущерба природной среде. Правда, он может оказаться заметным в отдельных районах, например вблизи сильных вулканических извержений. Отметим простирающуюся далеко на запад от побережья Сенегала область Атлантики с постоянным интенсивным выносом пыли из Сахары. Упомянем также интенсивное выпадение соли на океанических островах, достигающее в год сотен тонн на квадратный километр.
Имея в виду главным образом естественные аэрозоли (для них общее количество аэрозольных частиц в атмосфере в десятки раз больше, чем для аэрозолей антропогенного происхождения), мы должны обратить внимание на еще одну важную роль аэрозольных частиц в атмосфере.
Именно в результате их присутствия происходит конденсация пересыщенного водяного пара и образуются облака и обычные туманы. Аэрозольные частицы выступают в качестве центров (так называемых ядер конденсации), на которых конденсируется пар, превращаясь в капли воды или кристаллы льда.
Не всякие аэрозольные частицы могут служить ядрами конденсации. Ими могут быть жидкие капельки растворов солей и кислот, растворимые в воде твердые частицы солей, а также нерастворимые, но смачиваемые водой твердые частицы (частицы почвы, горной породы, дыма).
Две глобальные роли стратосферного озона
Ультрафиолетовое излучение с А < 200 нм поглощается во всей атмосфере за счет фотодиссоциации молекулярного кислорода . Этот процесс начинается уже при уменьшении длины волны до значения 240 нм, соответствующего порогу фотодиссоциации молекулы О2.
Ультрафиолетовое излучение в интервале длин волн от 320 нм до 400 нм, обозначенном УФ-А, достигает поверхности Земли. Именно этому излучению мы обязаны своим загаром. В малых дозах оно полезно, но при передозировке вызывает ожоги и даже временную слепоту.
А вот излучение с длинами волн меньше 320 нм (граница, конечно, приблизительна) не просто вредно, но, более того, может оказаться губительным для всего живого на Земле. У человека оно может вызвать рак кожи, катаракту, иммунную недостаточность. Особенно губительно действует жесткое ультрафиолетовое излучение на микроорганизмы.
Как показали эксперименты, планктон в приповерхностных водах океанов погибает под воздействием излучения УФ-Б. А ведь планктон находится в основании пищевых цепочек практически всех морских экосистем. Излучение УФ-Б может губительно повлиять также на фотосинтез растений.
Все это позволяет отметить глобальную роль стратосферного озона — он является своеобразным щитом, защищающим земную биосферу от губительного для нее ультрафиолетового солнечного излучения в интервале длин волн 200 нм < Л < 320 нм. Без озонового слоя жизнь на Земле, по-видимому, была бы невозможна.
Если ионосферу часто называют «волшебным зеркалом планеты», то за озоносферой закрепилось название «волшебный щит планеты». Приведенная толщина этого щита всего 2-4 мм, но этого оказалось достаточно, чтобы уберечь биосферу Земли от губительного ультрафиолетового излучения Солнца.
Другая глобальная роль стратосферного озона заключается в том, что поглощение излучения УФ-Б обусловливает нагревание воздуха в стратосфере, в результате чего температура воздуха в ней с высотой увеличивается и возникает «слоеный пирог» атмосферы. Без озонового слоя существенно изменилось бы высотное распределение температуры во всей атмосфере, а ведь это распределение контролирует динамические процессы, т.е. перемещение в пространстве воздушных масс. В результате могли бы наблюдаться катастрофические явления, связанные с резким изменением климата на планете.
Предположим, что произойдет не исчезновение озонового слоя, а только повсеместное изменение концентрации озона (изменится приведенная толщина озонового слоя). Практически интересны последствия уменьшения концентрации озона в атмосфере, поскольку оно может реально оказаться плодом современной цивилизации.
Допустим, концентрация озона в атмосфере уменьшилась в два раза. Как показали модельные расчеты, в этом случае должно произойти охлаждение воздуха в мезосфере на 20-30 °С, а в стратосфере примерно на 10 °С, в результате чего вся вертикальная структура стратосферы и тропосферы может стать в значительной мере неустойчивой.
Говоря о влиянии озонового слоя на климат планеты, отметим также, что этот слой поглощает не только излучение УФ-Б, но и инфракрасное излучение с длиной волны 9,6 мкм. Имеется в виду часть инфракрасного излучения, испускаемого нагретой земной поверхностью. Частично задерживая это излучение, озоновый слой вносит определенный вклад в парниковый эффект.
Мезосфера
Мы уже упоминали, что над стратосферой — точнее, над стратопаузой, пограничной прослойкой стабильной температуры — находится мезосфера. Этот относительно небольшой слой располагается между 40–45 и 90 километров высоты и является самым холодным местом в нашей планете — в мезопаузе, верхнем слое мезосферы, воздух охлаждается до –143°C.
Мезосфера является наименее изученной частью атмосферы Земли. Экстремально малое давление газов, которое от тысячи до десяти тысяч раз ниже поверхностного, ограничивает движение воздушных шаров — их подъемная сила доходит до нуля, и они попросту зависают на месте.
То же происходит с реактивными самолетами — аэродинамика крыла и корпуса самолета теряют свой смысл. Поэтому летать в мезосфере могут либо ракеты, либо самолеты с ракетными двигателями — ракетопланы. К таким относится ракетоплан X-15, который удерживает позицию самого быстрого самолета в мире: он достиг высоты в 108 километров и скорости 7200 км/ч — в 6,72 раза больше скорости звука.
Однако рекордный полет X-15 составил всего 15 минут. Это символизирует общую проблему движущихся в мезосфере аппаратов — они слишком быстры, чтобы провести какие-либо основательные исследования, и находятся на заданной высоте недолго, улетая выше или падая вниз.
Также мезосферу нельзя исследовать при помощи спутников или суборбитальных зондов — пусть давление в этом слое атмосферы и низкое, оно тормозит (а порой и сжигает) космические аппараты. Из-за этих сложностей ученые часто называют мезосферу «незнайкосферой» (от англ. «ignorosphere», где «ignorance» — невежество, незнание).
А еще именно в мезосфере сгорает большинство метеоров, падающих на Землю — именно там вспыхивает метеоритный поток Персеиды, известный как «августовский звездопад». Световой эффект происходит тогда, когда космическое тело входит в атмосферу Земли под острым углом со скоростью больше 11 км/ч — от силы трения метеорит загорается.
Растеряв свою массу в мезосфере, остатки «пришельцев» оседают на Землю в виде космической пыли — каждый день на планету попадает от 100 до 10 тысяч тонн метеоритного вещества. Поскольку отдельные пылинки очень легкие, на путь к поверхности Земли у них уходит до одного месяца!
Попадая в тучи, они утяжеляют их и даже иногда вызывают дожди — как вызывает их вулканический пепел или частицы от ядерных взрывов. Однако сила влияния космической пыли на дождеобразование считается небольшой — даже 10 тысяч тонн маловато, чтобы серьезно изменить естественную циркуляцию атмосферы Земли.
Озон в атмосфере
Озон в атмосфере появляется в результате взаимодействия атомарного и молекулярного кислорода. Молекула озона О3 образуется при соединении молекулы О2 и атома О в присутствии третьей частицы М (например молекулы N2), которая берет на себя энергию, выделяющуюся в данном рекомбинационном процессе.
Процессы образования и уничтожения молекул озона, обеспечивают существование в атмосфере озонового слоя. Он охватывает весь земной шар и геометрически похож на сферическую оболочку (полый шар) с внутренним радиусом, соответствующим высоте над земной поверхностью около 10 км, и внешним, соответствующим высоте около 30 км. Иными словами, озоновый слой находится в интервале высот от 10 км до 30 км, т.е. в пределах стратосферы.
Строго говоря, молекулы озона рассеяны в относительно малых количествах во всем слое атмосферы от поверхности Земли примерно до высот 80 км, так что наряду со стратосферным озоном существуют также мезосферный озон и тропосферный озон.
Большая толщина озонового слоя (все 80 км или, по крайней мере, стратосферные 20 км) не должна вводить в заблуждение. В сущности озоновый слой весьма тонок. Если привести его к нормальным условиям, т. е. мысленно собрать молекулы озона таким образом, чтобы парциальное давление озонового газа стало равно 760 мм рт.ст., то получится слой толщиной всего лишь ~ 3 мм. Такова приведенная толщина всего озонового слоя.
Основная масса озона – это, конечно, стратосферный озон. В тропосфере и, в частности, в приповерхностном слое совсем немного озона. Но именно здесь мы встречаемся с ним непосредственно и можем ощутить на себе его свойства. Всем известен характерный запах озона при его образовании во время грозовых разрядов. Озонированный воздух весьма свеж и не содержит микроорганизмов: озон их убивает.
Существуют специальные технические устройства – озонаторы, в которых образуется озон при тихом (без искр) электрическом разряде в стеклянной трубке, сквозь которую пропускается поток молекулярного кислорода. Озонирование питьевой воды с целью ее обеззараживания широко применяется на практике. Озонированная вода чище и вкуснее хлорированной.
Вместе с тем нельзя забывать, что озон – сильнейший окислитель и что он ядовит (даже в большей степени, чем, например, угарный газ). Если относительная концентрация озона в воздухе повысится всего до 0,00005%, у людей возникнет головная боль и появятся другие признаки химического отравления.
К счастью, в приповерхностном слое атмосферы концентрация озона в настоящее время не превышает 5 • 1017 м-3 , что соответствует относительной концентрации 0,000003%. Однако происходит возрастающее загрязнение атмосферы озоном техногенного происхождения, поэтому существует потенциальная угроза озонового отравления атмосферы.
Оксид водорода в атмосфере земли
До сих пор мы говорили о сухом атмосферном воздухе. В действительности же атмосфера включает значительное количество вещества с химической формулой Н2О. По имеющимся оценкам, общая масса оксида водорода в земной атмосфере постоянна и составляет 1,4 • 10 16 кг, т.е. 0,27% общей массы атмосферы.
Оксид водорода присутствует в атмосфере частично в трех агрегатных состояниях – газообразном (в виде водяного пара), жидком (в виде воды), твердом (в виде льда и снега). Туманы и облака – это огромные скопления мелких водяных капель и ледяных кристаллов.
Термин «оксид водорода», как правило, на практике не применяется. Обычно предпочитают говорить о «воде» — газообразной воде (водяном паре), жидкой воде (собственно воде), твердой воде (льде или снеге). Таким образом, три состояния вещества, молекулы которого состоят из двух атомов водорода и одного атома кислорода, рассматривают как три состояния воды.
Если придерживаться такой терминологии, то следовало бы говорить, что, например, бассейн наполнен не водой, а водой в жидком состоянии (или жидкой водой), а о «круговороте воды в природе» говорить как о «замкнутом цикле с перемещениями в пространстве и переходами воды из одного состояния в другие». Но сочетание «вода в атмосфере» встречается намного чаще, чем «оксид водорода в атмосфере».
В земной атмосфере постоянно присутствуют более десяти триллионов тонн оксида водорода. В ней все время совершаются процессы перехода оксида водорода их одного состояния в другое: водяной пар конденсируется в капельки воды и кристаллы льда, кристаллы льда тают, превращаясь в водяные капли, или сублимируют, превращаясь в водяной пар, капли воды испаряются, превращаясь в водяной пар, или замерзают, становясь кристаллами льда.
Десять триллионов тонн воды (правильнее сказать, оксида водорода) в атмосфере! Много это или мало? По сравнению с массой всего Мирового океана эти десять триллионов тонн, конечно, очень малы. Они составляют лишь стотысячную долю всей гидросферы Земли.
Однако масса этой стотысячной доли всего в два раза меньше массы воды в Байкале, или в Балтийском море, или во всех пяти Великих североамериканских озерах. Масса оксида водорода в атмосфере в два раза больше массы воды, которая ежегодно изливается в океан самой полноводной рекой Земли Амазонкой. Она в 20 раз больше годового стока Лены и в 60 раз больше годового стока Волги.
Парниковый эффект в атмосфере
Часть приходящего к Земле солнечного излучения поглощается атмосферой и земной поверхностью. Поглощая излучение, тела нагреваются, а остывая, испускают собственное излучение, т. е. сами становятся источниками излучения. Излучение, которое испускают атмосфера и земная поверхность, почти полностью попадает в интервал длин волн между 4 мкм и 100 мкм.
Солнечное излучение в интервале длин волн от 0,32 мкм до 4 мкм относительно легко (с небольшими потерями на поглощение) проходит сквозь земную атмосферу и достигает поверхности. А вот излучение с длинами волн от 4 мкм до 100 мкм испытывает заметное поглощение в атмосфере.
Проходя через атмосферу, инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью, в значительной степени поглощается молекулами водяного пара Н2О, углекислого газа СО2, метана СН4, озона О3 и некоторых других газов.
Азот N2 и кислород О2 и О для этого излучения прозрачны. Поглощенная энергия подогревает атмосферу, и в результате возникает излучение, распространяющееся обратно к поверхности Земли; его называют противоизлучением атмосферы. Происходит подогрев земной поверхности в данном случае уже не излучением Солнца, а излучением атмосферы.
Атмосфера уподобляется своеобразному одеялу, накрывающему земную поверхность и тем самым препятствующему ее охлаждению. Это напоминает парник. Поэтому и возник термин «парниковый эффект». Газы, поглощающие излучение земной поверхности и испускающие противоизлучение, получили название парниковых газов.
Суть парникового эффекта: испускаемое земной поверхностью излучение не уходит полностью в космос, а частично поглощается парниковыми газами, которые в свою очередь становятся источником излучения, возвращающегося обратно к поверхности Земли.
В настоящее время среднеглобальная и среднесезонная температура земной поверхности равна 15 °С. Расчеты показывают, что если бы не было парникового эффекта, то средняя температура земной поверхности была бы на 33 °С ниже, т. е. равнялась -18 °С.
Для существования жизни на Земле наличие парникового эффекта – счастливое обстоятельство. Без него земная поверхность была бы сильно переохлаждена, ее средняя температура была бы на двадцать градусов ниже точки замерзания воды. Вряд ли оказалось бы возможным развитие растительного мира на суше.
Однако было бы весьма опасным и перегревание земной поверхности в том случае, если бы парниковый эффект существенно усилился. Примером такого перегрева служит Венера.
Ее атмосфера практически целиком состоит из углекислого газа (а он является парниковым газом) и к тому же отличается весьма высокой плотностью (давление у поверхности достигает 90 атм). Вследствие мощного парникового эффекта на Венере температура у ее поверхности достигает 460 °С.
В наше время все чаще высказывается тревога по поводу возможного перегревания земной поверхности из-за усиления парникового эффекта, которое может произойти вследствие увеличения концентрации в атмосфере техногенных парниковых газов.
Основным парниковым газом является водяной пар, следующими по значимости идут углекислый газ и метан. Обусловленное производственной деятельностью людей увеличение в атмосфере углекислого газа (и ряда других газов) действительно чревато заметным возрастанием температуры земной поверхности и, как следствие, настоящей глобальной катастрофой — повышением уровня Мирового океана.
https://www.youtube.com/watch?v=oXydLraBv_c
За последние двести лет концентрация углекислого газа в воздухе возросла на 25%, а метана на 60%. По данным долголетних наблюдений выявлена тенденция — потепление климата на 0,55 °С за сто лет. Это повышение температуры согласуется с теоретическими моделями, построенными на основе учета усиления парникового эффекта в результате возрастания концентрации в атмосфере техногенных парниковых газов.