ممّ يتكوّن غلاف الأرض الجوّيّ؟

دعونا نتحدّث عن الهواء هنيهةً. يحيط بنا الهواء من كلّ جانب، يتوغّل في رئاتنا ويضغط على أعضاء أجسادنا دون هوادة، ونحن نكاد لا ندري بوجوده. الهواء، علميًّا، هو جميع الغازات المحيطة بنا على الكرة الأرضيّة. تشكّل هذه الغازات الغلاف الجوّيّ للأرض، وهو يتميّز في تركيبته عن الغلافات الجوّيّة لكواكب المجموعة الشّمسيّة الأخرى الّتي يوجد لها غلاف جوّيّ. 

من أين أتى الغلاف الجوّيّ؟ تكمن الإجابة عن هذا السّؤال في قوّة الجاذبيّة، جاذبيّة الكرة الأرضيّة للأجسام، تلك الّتي أسقطت، حسب الأسطورة، التّفّاحة على رأس أيزيك نيوتن. تتشكّل قوّة جاذبيّة الكرة الأرضيّة للأجسام من حولها بفعل كتلة الأرض، إذ ينجم عنها حقل الجاذبيّة. تنجذب، بفعل قوّة الجاذبيّة هذه، كافّة الموادّ ذات الكتلة، بدءًا من الصّخور الصّلبة تحتنا، مرورًا بالمحيطات الّتي تكتظّ بالمياه السّائلة، وانتهاءً بالغلاف الجوّيّ الموجود برمّته في الحالة الغازيّة. 

تركيبة غلاف الأرض الجوّيّ (بدون الماء). غالبيّته  نيتروجين وأكسجين | grayjay, Shutterstock

تركيبة الغازات

يًشكِّل عنصر النيتروجين غالبيّة غازات الغلاف الجوّيّ، إذ تبلغ نسبته 78 بالمئة من مجمل الغازات فيه. النيتروجين هو العنصر السّابع في جدول العناصر الدّوريّ، وهو غاز عديم اللّون والطّعم والرّائحة، ويفتقر لِلنّشاط الكيميائيّ. ويلي الأكسجينُ النيتروجينَ من حيث التّركيز في الغلاف الجوّيّ، إذ تبلغ نسبته 21 بالمئة من مجمل الغازات. يحتاج بنو البشر وغالبيّة المخلوقات في هذا العالم إلى الأكسجين لِعمليات إنتاج الطّاقة، ولا يمكن أن تعيش المخلوقات حياتها المعقّدة المعروفة لنا بدونه. يبحث رجال الفضاء، في محاولاتهم العثور على دلالات لوجود حياة على كواكب سيّارة غير الأرض، عن "الدّليل الدّامغ" الّذي يتمثّل بنسبة الأكسجين في غلافاتها الجوّيّة، أو كمّيّة الماء، فهو يحتوي على الأكسجين في تركيبته. 

غاز الأرغون، العنصر النّبيل، هو الغاز الرّئيس من حيث الكمّيّة من بين بقيّة الغازات في الغلاف الجوّيّ، والّتي لا تتعدّى نسبتها مجتمعةً واحدًا بالمئة. من الجدير بالذّكر أنّ غاز ثاني أكسيد الكربون له تأثير كبير جدًّا على عالمنا، ذلك على الرّغم من نسبته المنخفضة في الغلاف الجوّيّ والّتي لا تتجاوز أربعة في المئة في المئة من مجمل الغازات فيه. تتمثّل أهمّيّة هذا الغاز في كونه "غاز الدّفيئة" الرّئيس في الغلاف الجوّيّ. تحافظ غازات الدّفيئة على حرارة الكرة الأرضيّة إذ "تحبس" الأشعّة الّتي تصل إلى الأرض من الشّمس وتعيق انبعاثها إلى الفضاء من جديد. لا ندري فيما إذا كان من الممكن العيش على الكرة الأرضيّة، وكيف، بدون وجود غازات الدّفيئة في الغلاف الجوّيّ، إذ إنّ معدّل درجة الحرارة على الكرة الأرضية كان سَينخفض حوالي 30 درجة سيلزيوس بدون وجود هذه الغازات.

تُجابه البشريّة، جنبًا إلى جنب مع أهمّيّة غازات الدّفيئة لوجود الحياة على الأرض، مشكلةً تتمثّل في ازدياد نسبة هذه الغازات الّتي تعاظمت وتيرة انبعاثها إلى الغلاف الجوّيّ منذ حلول الثّورة الصّناعيّة، الأمر الّذي أدّى إلى زيادة احترار الأرض. يبدو أنّ مناخ الكرة الأرضيّة برمّته آخذ بالتّغيّر، إذ ازدادت الفيضانات والعواصف والقحط، وما إلى ذلك من الحوادث المناخيّة المدمّرة.  

يُشكّل الماء مُكوِّنًا هامًّا في الغلاف الجوّيّ. يمكن أن يتواجد الماء في الغلاف الجوّيّ في الحالة الغازيّة (بخار الماء)، أو في الحالة السّائلة (قطرات من الماء، مثلًا في الغيوم)، وفي الحالة الصّلبة أيضًا (بلّورات جليديّة في بعضٍ من الغيوم). يتغيّر تركيز الماء في الغلاف الجوّيّ، والّذي يُسمّى نسبة الرّطوبة في الجوّ، من مكان إلى آخر، وفي المواسم المختلفة. مثلًا، لا بدّ أنّ غالبيّتنا، في البلاد، قد شعر بالفرق الحادّ بين رطوبة الجوّ العالية في السّهل السّاحليّ (مدينة تل أبيب مثلًا)  في أشهر الصّيف، وبين الجفاف النّسبيّ الّذي تتميّز به حالة الطّقس في المناطق الجبليّة (القدس مثلًا) في الموسم نفسه من السّنة. قد تصل نسبة بخار الماء، الّذي لا بدّ من تواجد كمّيّة منه، وبشكل دائم، في الطّبقات السّفلى من الغلاف الجوّيّ، إلى أربعة بالمئة.

يقلّ تركيز الغازات مع الارتفاع عن سطح الكرة الأرضيّة.  طبقات الغلاف الجوّيّ | gritsalak karalak, Shutterstock