האטמוספירה אחראית לכך שיש חיים על פני האדמה. זאת משום שהאטמוספירה מספקת לנו חמצן ושומרת על טמפרטורה סבירה על פני כדור הארץ. על ידי גז האוזון שיש בה, האטמוספירה גם סופגת את קרינת השמש המסוכנת ובמיוחד את הקרינה העל-סגולה המסוכנת ו"דואגת" להחזיר חלק מהקרינה הזו בחזרה לחלל.

האטמוספירה נוצרה בעת שנוצר כדור הארץ. זה קרה לפני כ-4.5 מיליארד שנים, לאחר שנוצרה השמש ונותרה ערפילית גז ואבק עצומה, שממנה נוצרו כדור הארץ וכוכבי הלכת האחרים.

החוקרים מעריכים שהאטמוספירה שנוצרה עם היווצרות כדור הארץ, הכילה רק שני גזים: מימן והליּום. זה לקח כמה עשרות מיליוני שנים, עד שכדור הארץ התקרר ואל האטמוספירה החלו להפלט גזים שהיו בתוך המאגמה, הלבה הרותחת שמרכיבה אותו. הגזים האלה נפלטו דרך הסדקים שבקרום כדור הארץ, במקומות שהייתה בהם פעילות געשית, כמו הֵרי געש , גייזרים ומעיינות חמים.

הגזים הללו, שנפלטו לאטמוספרה, גרמו לשינוי בהרכב שלה, כשבמשך הזמן השתנה הרכב הגזים באטמוספירה ומשכבה רעילה היא הפכה לשכבת גזים המאפשרים חיים על פני כדור הארץ ואף שומרים עליהם מקרינה. כך החלו להופיע על פני כדור הארץ יצורים חד-תאיים, ציאנו חיידקים, שנשמו באמצעות תהליך הפוטוסינתזה. החיידקים האלה נשמו פחמן דו-חמצני ופלטו חמצן. הדבר הוביל ליצירת שכבת האוזון שבאטמוספירה. גם החמצן הלך והצטבר עם השנים ואפשר את החיים על פני כדור הארץ.


כך נוצרה האטמוספירה:

https://youtu.be/I6jIMkPwahQ


כך היא בנויה וכמה היא גדולה (מתורגם):

https://youtu.be/VVIesvLJjHE


ביחד איתה נוצרו כדור הארץ וכל יושביו:

https://youtu.be/ZSt9tm3RoUU


מצגת שערכו תלמידים על האטמוספירה הקדומה (עברית):

https://youtu.be/bYMIRqzyldY


ועלילותיו של כדור שעולה אל מרומי האטמוספירה:

https://youtu.be/9WeZyKTHo48

האטמוספירה, אותה שכבה של אוויר שמקיפה את כדור הארץ, מורכבת משכבות שונות. יש 3 חלוקות לשכבות לגבי האטמוספירה, שנעשות על פי שלושה מדדים שונים: לפי ההרכב של השכבות, לפי תכונותיהן החשמליות ולפי הטמפרטורה.

החלוקה השלישית, לפי הטמפרטורה, היא המוכרת ביותר. לפיה עובי האטמוספירה הוא כ- 560 ק"מ מפני כדור הארץ.

לפיה מתחלקת האטמוספירה לחמש שכבות:

טרופוספירה - השכבה הקרובה לכדור הארץ עצמו. היא שכבה בת כ-12 ק"מ. ככל שעולים בה הקור גדל והאוויר דליל. ככלל, יש בה יותר מולקולות אוויר מבשכבות הגבוהות. כל שינוי בטרופוספירה משפיע על מזג האוויר שאנו חווים. האוויר החם בה עולה וכשהוא מתקרר, הוא נופל בחזרה למטה, תוך גרימת תנודות אוויר חזקות ורוחות, בדרך כלל אנכיות.

סטרטוספירה - שכבה שנייה. האוויר בה דליל ובחלקה התחתון נמצא האוזון המפורסם ששומר עלינו מקרינת השמש. הסטרטוספירה מגיעה לגובה של 50 קילומטרים. חלקה התחתון די רגוע והוא משמש לטיסה של מטוסים רבים, שנמנעים כך ממזג האוויר הסוער של הטרופוספירה. רוחות אופקיות שנושבות בחלקה העליון של הסטרטוספירה נקראות "זרמי סילון" ומגיעות למהירות של 480 קמ"ש. מטוסים לא יכולים לטוס מולן.

מזוספירה - השכבה השלישית מגיעה מגובה של 50 קילומטרים ועד לגובה של 100 קילומטרים. היא מאד קרה וככל שמגביהים, הטמפרטורה בה יורדת במהירות.

תרמוספירה - שכבה המגיעה כמעט עד לגובה של 400 קילומטרים. ככל שמגביהים בשכבה זו, הטמפרטורה דווקא עולה. זה קורה בשל ספיגת הגלים הקצרים של קרינת השמש האולטרה-סגולה.

אקזוספירה - זו השכבה החמישית והאחרונה, שבה צפיפות האוויר כה נמוכה עד שאין כל משמעות לשינויי הטמפרטורה. היא נמשכת לגובה של מאות קילומטרים ובהדרגה נעלמת אל החלל.


הנה שכבות האטמוספרה באנגלית:

https://youtu.be/VVIesvLJjHE


עוד על שכבות האטמוספרה:

https://youtu.be/qW5xp64AiRs


וסיפורה של האטמוספרה ושכבותיה עד לקצה שלה (עברית):

https://youtu.be/I9wtzyMxOMs?long=yes

האטמוספירה היא שכבה של אוויר שמקיפה את כדור הארץ, מעטפת של גזים שמקיפה כוכבים ונמשכת לגוף הכוכב בזכות כוח-המשיכה שלו.

אטמוספירת כדור הארץ שומרת על טמפרטורה ממוזגת ומגינה על בעלי החיים בכדור-הארץ על ידי סינון הקרינה האולטרה-סגולית של השמש, המסוכנת לבריאותנו.

עובי האטמוספירה הוא כ- 560 ק"מ מפני כדור הארץ (יש הגדרות המדברות על 1000 ק"מ) ויש לה שכבות שונות, כשהקרובה לכדור הארץ עצמו היא שכבה בת 12 ק"מ שנקראת "טרופוספירה". ככל שעולים בה הקור גדל והאוויר דליל.

מקור המילה "אטמוספירה" מיוונית, בה "אטמוס" הוא אד או אוויר ו"ספרה" היא כדור.


הנה האטמוספרה של כדור הארץ (עברית):

https://youtu.be/z-TrbhdIDC0


שכבות האטמוספירה:

https://youtu.be/VVIesvLJjHE


בלון העולה עם מצלמה ומראה את האטמוספרה מהחלל:

https://youtu.be/AjzzqDNiCZw


וסרטון על ההתחממות הגלובלית (ההתחממות העולמית) שנגרמת מפגיעה באטמוספירה:

http://youtu.be/1abN9E-Ojrc

הוא מקיף אותנו מכל עבר. לא רואים אותו כי הוא שקוף לגמרי, אבל יש ממנו הרבה מסביב והוא הכרחי כדי שנמשיך לחיות. זיהיתם מיהו?

אוויר (Air) הוא חומר בלתי נראה, מורכב מגזים, שיוצר את האטמוספירה העוטפת את כדור הארץ. האוויר נחוץ לקיומם של בעלי החיים שעל כדור הארץ. באופן קצת אירוני, אנחנו מרגישים בקיומו של האוויר, דווקא כשיש בעיה איתו והוא מזוהם, כבזיהום אוויר, או חסר, כמו במקרה של חנק, מתחת לפני המים וכדומה.

במקרים בהם אנו זקוקים לאוויר, לצורך נשימה, אנו נזקקים בעצם לחמצן. בני האדם עושים שימוש בבלוני חמצן מתחת למים, או בנסיבות שבהן האוויר חסר או מזוהם ולכן מספקים הבלונים חמצן נקי בשפע. כך משתמשים בבלוני חמצן צוללנים מתחת לים, אסטרונאוטים בחלל, חולים עם בעיות נשימה בבתי חולים ועוד.

מרכיבי האוויר העיקריים הם גזי חנקן, חמצן ומימן. הם יוצרים תערובת שהיא האוויר שאנו נושמים. אי אפשר לראות, להריח או לטעום אותם, אבל הם שם.


הנה האוויר שיוצר את האטמוספירה:

https://youtu.be/I6jIMkPwahQ


סרטון אנימציה שמסביר מהו האוויר (מתורגם):

https://youtu.be/VDf00z8sMFw


וילד צעיר "מוכיח" שאוויר הוא חומר (עברית):

https://youtu.be/JO_0kS_oYpw

כדי להגיע לחלל, חייבות חלליות או ספינות חלל, לייצר דחף והנעה שיאפשרו להן להתמודד עם כוח הכְּבידה של כדור הארץ ולצאת את גבולות האטמוספרה (ראו בתגית "כוח הכבידה").

חללית רגילה תתקשה לעזוב את האטמוספרה, מבלי שתגיע למהירות מילוט מספקת, שתאפשר לה להשתחרר משדה הכבידה של כדור הארץ. אם תיכשל בהגעה למהירות זו, היא תישרף ותושמד בדרך לחלל ובעודה באטמוספרה. קראו על כך בתגית "מהירות מילוט".

לכן צריך להשתמש במַשגרים, כדי להגיע לחלל. זהו השלב הראשון, בו מרימים כלי כבד אל מעבר לאטמוספרה, לשם יציאה מכבידת כדור הארץ.

משגרים כאלו הם בדרך כלל כלי טיִס עוצמתיים, היכולים לפתח מהירות גבוהה מאוד, שתגיע לפחות למהירות מילוט של 11.2 קילוֹמֶטר לשנייה, שתאפשר להתגבר על כוח הכבידה של כדור הארץ.

לשם כך משתמשים בשתי שיטות שיגור לחלל. שיגור קרקעי מתבצע מהיבשה או מספינה. המשימה בו היא להגיע ממהירות אפס למהירות מילוט אדירה, שתאפשר יציאה לחלל ושהייה במסלול הקפה מסביב לכדור הארץ. שיגור ממטוס, לעומתו, מנצל את המהירות ההתחלתית של המטוס, העולה לגובה של עשרות קילומטרים ומשתמש במנועים חזקים מאוד.


#שיטות מילוט
שתי שיטות רווחות בתחום הזה, של מילוט מכבידת כדור הארץ:

מעבורת החלל המהירה והחזקה, למשל, מגיעה למהירות המילוט באמצעות דלק מוצק. הדלק המוצק הזה הוא סוג של פּוֹלימֶר עשוי מחומר הבנוי ממולקוּלוֹת ענקיות המורכבות מיחידות מִבנה, החוזרות על עצמן, כמו שרשרת עשויה חרוזים. החומר הצמיג הזה מעורבּב בגרגירי חומר מחמצֵן ויש לו יתרונות: הוא מייצר יותר אנרגיה ליחידת נפח, הוא פחות דליק ומסוכן מהדלק הנוזלי ומשקלו הנמוך, כי יש בו מעט צינורות ומשאבות, ביחס לדלק נוזלי.


ליציאה אל החלל הרחוק יותר, כמו במקרה של חלליות מחקר שיוצאות לכוכבי לכת רחוקים, או לצורך הוצאת לוויינים לחלל, משתמשים במשגרים ענקיים.

בשיטה זו משתמשים מאז שיגור הסְפּוּטְניק, הלוויין הראשון ששוגר לחלל בשנת 1957.

אבל מהם המשגרים הללו? - מחברים את החלליות או הלוויינים לרקטה עוצמתית ומהירה במיוחד. רקטה כזו, בעברית טיל, היא המשגר, שיווציא אותם מהאטמוספרה ויתגבר על כוח הכבידה.

בשיטה זו משתמשים בדלק נוזלי. השיטה מתבססת על מפגש בין חמצן ומימן הנמצאים במצב נוזלי. באמצעות הצתה ביניהם, יוצרים אנרגיה וכוח דחף אדירים. אלו יוצרים גזים בלחץ עצום, היוצאים מצדו האחורי של הטיל ודוחפים אותו, עם החללית או הלוויין המחוברים אליו, למעלה לשמיים ואל מחוץ לאטמוספרה.

שיגור כזה נערך בשלבים, מהשלב הגדול אל השלבים ההולכים וקטנים בהדרגה. לכל שלב בשיגור יש את המנוע שלו. אחרי שהוא ממלא את תפקידו, נפטרים ממנוע זה ומקילים על המשקל הכללי. שיטה זו הייתה עדיפה על מנוע גדול, כבד מאוד ובּזבּזני. יתרון נוסף של שיטה זו הוא בכך שבמידת הצורך, ניתן להפסיק את הזרמת הגזים לַמנוע בכל רגע ולחדש אותה שוב כשרוצים.

החיסרון המשמעותי של ההנעה בדלק נוזלי הוא בכך שהמימן והחמצן הם גזים דליקים ומסוכנים וכדי למנוע תאונות קטלניות, הכרחי לשלוט בהם היטב.


הנה חללית בלתי מאוישת היוצאת לחלל ושבה בחזרה (עברית):

https://youtu.be/yhkxoIwBkV0


מהירות המילוט הדרושה כדי לעזוב את אטמוספרת כדור הארץ:

https://youtu.be/-cn37Eg-qz0


צילום של מצלמת גו פרו על טיל שמטיס חללית לחלל כדי לשחרר אותה משדה הכבידה של כדור הארץ ואז היא צומחת לאדמה:

https://youtu.be/bDoh8zQDT38


על הקושי לחמוק מכוח המשיכה של כדור הארץ (מתורגם):

https://youtu.be/YlxKh4oCKhw


שיגור לוויין הביון הישראלי "אופק 10":

http://youtu.be/lx7SdH31Gbs


וסרטון מעולה שמסביר למה לא ניתן סתם כך לטוס אל החלל (מתורגם):

https://youtu.be/ne82ld4LaZE?long=yes

לכל כוכב או גרם שמיימי יש כוח משיכה, או ליתר דיוק שדה כבידה. שדה הכבידה הוא כוח שמושך כל עצם אליו. משום כך, כשאנו קופצים לאוויר מיד ניפול בחזרה לקרקע.

לכן גם פירות נופלים מהעץ ולא מתעופפים באוויר.

כדי לעזוב את האטמוספרה של כדור הארץ צריך להתגבר על כוח הכבידה שלו. צריך לייצר כוח רב שיביא אותנו למהירות אדירה, שתתגבר על הכבידה.

הכוח הזה נמדד במהירות, או ליתר דיוק ב"מהירות המילוט" (Escape velocity), מושג שמתייחס למהירות שנדרשת לכל כלי טיס או תעופה, כדי שיוכל להשתחרר משדה הכבידה של כדור הארץ, או של כל גרם שמימי אחר שנהיה בו בעתיד.

אנו יודעים את מהירות המילוט הדרושה כדי להוציא את הלוויינים והחלליות אל מחוץ לאטמוספרה של כדור הארץ. מדובר על מהירות של 40,270 קילומטרים לשעה. כיום מצליחים טילים לעזוב את האטמוספרה במהירות של כ-11 קילומטרים בשנייה.

מהירות המילוט היא חשובה מאוד כדי להוציא חלליות ולוויינים לחלל. היא מחייבת שימוש ברקטות או טילים בעלי מהירויות גבוהות מאד ומאוד אמינים. כל תקלה שתגרום לכך שהמהירות הזו תרד בשלב שבו עוזבים את כדור הארץ, תביא לכישלון ולהשמדת כלי התעופה הזה.


הנה הקושי לחמוק מכוח המשיכה של כדור הארץ (מתורגם):

https://youtu.be/YlxKh4oCKhw


המאבק בכוח הכבידה של כדור הארץ הוא עצום (מתורגם):

https://youtu.be/RVMZxH1TIIQ


וסרטון שמציג בצורה פשוטה את המושגים של שדה כבידה ומהירות מילוט:

http://youtu.be/0ItjOF987QI?t=21s

הקשר בין אפקט החממה לפגיעה באוזון קיים במובן הזה שלשניהם תורמים מעשיו של המין האנושי.

אבל הקשר הזה מאד חלש, שכן החור באוזון מתרחש בעיקר בשכבות הגבוהות של האטמוספרה (בגבהים שבין 10 ל-50 קילומטרים), בעוד שעיקר אפקט החממה מתרחש בשכבות הנמוכות שלה (בגבהים שבין האדמה ל-10 קילומטרים).

יש טענה שגז החממה כלורו-פלורו-כרבון תורם גם לפגיעה בשכבת האוזון, אבל נעזוב את זה בצד כרגע, כי אם יש קשר משמעותי בין שני התהליכים הוא דווקא בהשראה שניתן לקבל מהצלחת המאבק וההסכמות העולמיות לתיקון החור באוזון, שיצרו שינוי בתהליך ההרסני בכדור הארץ, למאבק בהתחממות הגלובלית ואפקט החממה.


הנה מצגת וידאו על האוזון שנפגע והתיקון האנושי האפשרי (עברית):

https://youtu.be/zVfBuQZr1xg


הקשר בין אפקט החממה לפגיעה באוזון:

http://youtu.be/-RMD88DNaGk?t=19s


עוד על התחממות כדור הארץ המסוכנת לקיומנו כאן (מתורגם):

http://youtu.be/ZWdKJ3rO3EY


והרצאת טד על ההשראה שנותנת הצלחת המאבק להרס שכבת האוזון למאבק באפקט החממה (מתורגם):

https://youtu.be/08z_xW-szwM?long=yes

ללוויינים אין יכולת לפתח מהירות גבוהה מספיק כדי לצאת מגבולות האטמוספירה. הם זקוקים למהירות מילוט מספקת, כזו שתייצר כוח שמתגבר על כוח הכבידה של כדור הארץ.

בקיצור, הם זקוקים למשגר. אמצעי שישגר אותם אל מחוץ לאטמוספרה.

מהירות המילוט (Escape Velocity) היא המהירות הנדרשת לגוף כלשהו כדי שיוכל להשתחרר משדה הכבידה של גרם שמימי, במקרה שלנו מכוח המשיכה של כדור הארץ.

לכן דרושות רקטות או טילים בעלי מהירות גבוהה מאוד, בכדי שניתן יהיה להוציא את הלוויינים אל מחוץ לאטמוספרה. מהירות המילוט הדרושה לשם כך היא, החזיקו חזק, 40,270 קילומטרים לשעה.

המהירות שמגיעים אליה כיום, בכדי לעזוב את האטמוספרה, היא בסביבות 11 קילומטרים בשנייה.


הנה הסבר של מהירות המילוט הדרושה כדי לעזוב את אטמוספרת כדור הארץ:

https://youtu.be/-cn37Eg-qz0


המחשה ויזואלית לעניין הזה:

https://youtu.be/b9Dj-5LUYlo


טיל שיוצר את מהירות המילוט הדרושה כדי להשתחרר משדה הכבידה של כדור הארץ:

https://youtu.be/th-NhrpSm40


שיגור לוויין הביון הישראלי "אופק 10":

http://youtu.be/lx7SdH31Gbs


והסבר למה לא ניתן סתם כך לטוס אל החלל (מתורגם):

https://youtu.be/ne82ld4LaZE?long=yes

יתכן שאלמלא המטאור שהתפרק לגשם של מטאוריטים, איש בעולם לא היה שומע על העיירה הבריטית הקטנה ווינטורפ (Winthorpe).

אבל הציור, או ליתר דיוק התחריט, של הנרי רובינסון הוא תיעוד של המטאור שהפך לגשם מטאוריטים ב-18 באוגוסט 1783 בעיירה ווינטורפ שבבריטניה.

אור שנראה בשמי העיירה ווינטורפ תועד אז בלפחות שני ציורים, אבל התחריט של רובינסון הוא הציור היחיד בהיסטוריה, בו נראית התפרקות מטאור לשברים רבים - תופעה ידועה בעת חדירה של מטאורים דרך אטמוספרת כדור הארץ.


הנה הסבר גשם המטאוריטים כמו זה של ווינטורפ:

https://youtu.be/NwCyN3ZYxKc


זו תופעה מדהימה ללא ספק:

https://youtu.be/zkglsg0K1IY


יש תקופות שבהן ניתן לצפות בגשמים כאלו כך:

https://youtu.be/WZlJFtlkRNY


ותיאור של גשם מטאוריטים שצולם ומדענים שמסבירים:

https://youtu.be/ddATT_wDe9Q

בסצנה מ"מלחמת הכוכבים", שכל מעריץ חייב לזכור, ויש כאלה אינספור, צועד לוק סקייווקר על אדמת כוכב הלכת טטואין ובאופק שמאחוריו ניתן לראות שתי שמשות.

לא תאמינו אבל באזורי הצפון הקרים ובקרבת הקוטב הצפוני של כדור הארץ, יש מחזה שבו רואים מראה לא יאומן - מדובר בתופעה הנקראת "שמש פנטום" (Phantom Sun), או "שמש רפאים", שבה רואים בשמיים של לא פחות מ-3 שמשות.

שלוש השמשות נראות בשמיים בזכות תופעה של שבירת קרני השמש באטמוספרה. הקרניים משתקפות באטמוספרה וההשתקפות הזו מציגה בשמיים עוד שתי שמשות. הללו, ביחד עם השמש, יוצרות מראה מהמם של 3 שמשות בשמי הקוטב הצפוני ואזורים קרים וצפוניים אחרים בעולם.

לעיתים נדירות מתרחשת התופעה גם במקומות קרים אחרים בעולם, כמו מונגוליה, ארצות סקנדינביה, סין ורוסיה. כשלמשך פרק זמן של מקסימום שעה מופיעה השמש ובצידיה שתי "השמשות קטנות", צלליות של השמש האמיתית.

התופעה נוצרת רק בתנאים מסוימים מאד. רק כשאור השמש עובר דרך גבישי קרח זעירים שמכילים ענני נוצה הנמצאים בגובה רב ורק כשענני הנוצה הם דקים דיים כך שהאור מצליח לחדור דרכם. לבסוף, אז ניתן לראות מזווית מסוימת מאד את שמש הפנטום, או את השמשות המדומות הללו.


הנה 3 שמשות ברוסיה:

http://youtu.be/UlPnmTQBLik


מצגת וידאו של שמשות הרפאים:

http://youtu.be/5W8dMCiqSKU


והסבר לתופעה של "שמשות רפאים":

http://youtu.be/14o2x9cT7Oc

היה זה הכומר ומדען החובב האנגלי ג’וזף פריסטלי שגילה לראשונה את קיומו של החמצן (Oxygen). זה קרה במהלך אחד הניסויים שערך מעת לעת להנאתו.

הזמן הוא אוגוסט 1774, כשפריסטלי מחמם אבקה אדומה, היום אנו מכירים אותה בתור כספית חמצנית. על פני הזכוכית של פעמון הזכוכית שבו ערך את הניסוי, הוא רואה שהחום יצר מעין קרום כסוף. זו כספית, הוא קבע לעצמו לאחר בדיקה מהירה.

אבל היה שם עוד משהו... את הגז שהשתחרר בחימום, לא הצליח פריסטלי לזהות. הסקרנות הובילה אותו לעשות כל מיני נסיונות, שבהם הוא בחן את התנהגות הגז, עם תגובות שהכיר מגזים ידועים.

לפתע, כשנר דולק הוכנס על ידו לתוך הגז, הבחין פריסטלי במשהו מרהיב - שלהבת הנר התלקחה בעוצמה. פריסטלי חשב שזה מעניין ועכשיו החליט לבדוק את השפעת הגז החדש שנוצר קודם, על עכבר שיכניס אל תוך הפעמון. העכבר החל לקפץ ולהתנועע בחדווה משמחת. זה לא רעיל, רשם לעצמו פריסטלי והחליט לנשום מעט מהגז הזה. גם הוא חש את ההשפעה המאוששת שלו. זה היה החמצן.

אגב, מעניין שלא פריסטלי היה הראשון שגילה את החמצן. זמן קצר לפניו ערך שולייה של רוקח בשוודיה, בחור בשם קארל שלה, ניסויים וגילה אותו. אבל "במדע, כמו במדע", עשית ולא פרסמת - לא עשית! - פריסטלי שמיהר לפרסם את קיומו של החמצן, זכה להיות מי שחתום על גילוי החמצן.

זמן קצר אחרי פריסטלי, עתיד חוקר צרפתי בשם לבואזיה לתת לגז החדש את השם "אוקסיג’ן", שפירושו ביוונית "יוצר חומצות". זה קרה לאחר שערך מחקרי המשך על הגז החדש שגילו ג’וזף פריסטלי וקארל שלה. בניסויים שעשה עם חומרים כמו פחמן וגופרית, מצא לבוזיאה שתוצרי הבעירה הללו נמסים במים ויוצרים חומצות, בכל מצב צבירה שהם נמצאים בו. לכן הוא נתן לגז את השם החדש.

איש לא ידע אז שבהמשך יתגלה החמצן, אותו יסוד גזי דו-אטומי, חסר צבע וריח, שיקבל את הסימן O, כגז החיים של כולנו. כיום אנו יודעים שהחמצן מהווה כ-20% מהאטמוספירה והוא היסוד הנפוץ ביותר בקרום כדור הארץ. אבל עוד יותר חשוב - בזכות החמצן יש חיים על פני הכוכב שלנו, כדור הארץ, ובלעדיו לא היינו חיים ולא ייתכנו חיים בעולם.


הנה סיפורו של החמצן (עברית):

https://youtu.be/pDy7bpafHDg


סיפור גילוי החמצן בידי פריסטלי:

https://youtu.be/T1vGBFIw7I0


כך עובדת מערכת הנשימה כדי לספק חמצן לגוף (מתורגם):

https://youtu.be/GVU_zANtroE


והצד הכימי של החמצן:

https://youtu.be/b4wveY2-lCo

הגז הנפוץ ביותר ביקום הוא המימן (Hydrogen). למעשה, כ-75% מהחומר ביקום הוא גז מימן והוא גם היסוד הראשון והקל בטבלה המחזורית.

המימן הוא גז דליק ביותר, המגיב באלימות עם כלור ועם פלואור. הוא האחראי לאחד האסונות המפורסמים בתולדות התעופה. במשך שנים רבות השתמשו במימן למילוי ספינות אוויר, בהיותו קל מהאוויר. אבל כשניצת המימן ששימש בספינת האוויר הינדנבורג, והתלקחה שריפה, שבה נהרגו 36 בני אדם, בשנת 1937, הופסק השימוש בו. זה היה סוף עידן הטיסות המסחריות בספינות אוויר. גם בלונים, שעד אז מולאו במימן הקל מהאוויר, עברו מאז לשימוש בהליום.

פצצת מימן היא פצצה החזקה פי 100 מפצצת אטום. פצצת מימן פועלת על עיקרון ההיתוך-מיזוג - שזה ההיפך המוחלט מהביקוע הגרעין, עליו עובדת פצצת האטום. המיזוג נוצר כששני גרעינים מתאחדים לגרעין אחד, שהמסה שלו מעט קטנה מסכום המסות של שני הגרעינים שמהם הוא מוזג. האנרגיה העצומה שנוצרת מההפרש שבין המסות היא שמקנה לפצצת המימן את כוח ההרס העצום שלה.

למימן טמפרטורת היתוך של 259.2°C- וטמפרטורת הרתיחה שלו היא 252.77°C-. הוא משמש כדלק להנעת טילים לחלל.


הנה סיפורו של גז המימן, הנפוץ כל כך ביקום:

https://youtu.be/cxFb4hmfVT0


כך יכול המימן שבמים להפוך לדלק שמניע מכוניות:

https://youtu.be/GMsIlQw_J4w


קבלו השוואה בין פצצת המימן והפצצה הגרעינית:

https://youtu.be/bwAh3Z0shsE


פצצת המימן הגדולה בהיסטוריה, פצצת הצאר מתוצרת רוסית:

https://youtu.be/4R7pZOAWQrk


וסרט תיעודי על הנעת המימן, שכמו בטילים וחלליות, מייצרת אנרגיה מכנית מגז מימן:

https://youtu.be/4AXU2wqQe00?long=yes

גזי CFC, הפחמימנים הכלוריים-פלואוריים, או הפריאונים, מזיקים לשכבת האוזון שבאטמוספרה ובהגנה על בעלי החיים מקרינת UV חזקה ומזיקה שמגיעה מהשמש.

גזי הפריאון נמצאו פעם בכל מיכלי התרסיסים (ספריי), במקררים ובמזגנים. כשגזים כאלו משתחררים לאוויר הם עולים עד לגובה שבו נמצא האוזון באטמוספירה. כשגזים אלו נחשפים לקרינת ה-UV החזקה שמגיעה מהשמש, הם מתפרקים ומשתחררים מהם אטומים של כלור.

האטומים הללו הם מחרבי שכבת האוזון שבאטמוספרה. אטום בודד של כלור יכול להביא לפירוק של מאות אלפי מולקולות אוזון והפיכתן לסתם חמצן, שלא מגן על כדור הארץ מקרינת ה-UV.

הכלור הוא ממש "אויב" של שכבת האוזון. לא זו בלבד שהכלור הופך אוזון לחמצן, הוא גם משבש את יצירת האוזון החדש ממולקולות של חמצן. בכך הוא מקטין את כמות האוזון בסטרטוספירה, כי הוא גורם להרס מהיר מדי של האוזון, מבלי שיווצר אוזון חדש במקומו. התוצאה היא החור באוזון.

חייבים לציין שהמצב בתחום זה השתפר משמעותית. שינויים שנעשו הובילו לשיפור מתמיד במצב האוזון. ההתגברות האנושית על בעיה זו, בעקבות שינויים שנעשה בעולם הטכנולוגי והצרכני, הם ההוכחה לכך שהתגייסות של המנהיגים בעולם והקשבה למדענים ולפתרונות רצויים - מובילה לעצירת הרס העולם.


הנה התהליך הכימי של הפגיעה באוזון:

http://youtu.be/k2kpz_8ntJY?t=1m42s


ומצגת וידאו על הפריאון, פגיעתו באוזון והאקלים (עברית):

https://youtu.be/zVfBuQZr1xg

קודם כל חשוב לדעת שלשמיים אין צבע משלהם. הצבע הכחול הוא צבע שעינינו רואות בשמיים. הסיבה שאנו רואים צבע שאינו בשמיים היא מעניינת.

אור השמש מורכב מאורכי גל שונים. כל אורך גל נראה לנו כצבע אחר. האורך הקצר הוא הכחול, הגל הארוך אדום וכך הלאה. אתם יכולים לראות את אורכי הגל הללו אחרי הגשם, בקשת בענן, כי כשקרני השמש פוגעות בטיפות שבאוויר הן נשברות ומציגות את כל הצבעים הללו.

השמיים נראים לנו כחולים כי האור הכחול הוא זה שיש לו אורך גל קצר. כשאור השמש פוגע בגזי החנקן והחמצן שבאטמוספירה, כל הצבעים האחרים עוברים ואיננו רואים אותם. האור הכחול, בעל הגל הקצר, פוגע ומתפזר לצדדים, הרבה יותר מצבעים אחרים ו"צובע את השמיים" בכחול.


הנה הסבר על צבע השמיים (עברית):

https://youtu.be/-hymh-FOjfc


ניסוי שמוכיח ומסביר את זה יפה:

https://youtu.be/R97fg3AihXo


הסבר נוסף של הצבע הכחול של השמיים (מתורגם):

https://youtu.be/NafbGOQBlQs


ולילדים באנגלית לצבע הכחול של השמיים:

http://youtu.be/oG-ibVdYmtI

בשנים האחרונות מעידים רבים בעולם על רעשים מסתוריים שנשמעים באטמוספירה. הרעשים המוזרים הללו נותרו ללא הסבר מדעי או אחר. הם נשמעים כמו מעין חצוצרות חזקות המהדהדות ממרחקים. עדויות והקלטות שלהם מועלות ליוטיוב מכל רחבי העולם ואף על פי כן לא נמצא להם הסבר.

בין ההשערות שנזרקות לחלל יש הרואים בסערות סולאריות מהשמש, שמגיעות לשיאן בשנים האחרונות, את הסיבה לרעשים. אחרים תולים את מקור הרעש בליבת כדור הארץ ובשינויים בקוטב המגנטי הצפוני. בעלי האמונה מוצאים להן קשר לתנ"ך ולמיתולוגיה הנורדית.


הנה סרטון שמשמיע את הרעשים שנשמעים מהשמיים:

http://youtu.be/4JHAu5qDSgU


והנה הקלטות מקנדה:

http://youtu.be/FHi6LjKuNl4

סוכנות התעופה הבינלאומית הבינלאומית (FAI) הגדירה את הגובה של 100 קילומטרים מעל לפני הים כגבול בין כדור הארץ לחלל, כלומר תחילתו של החלל.

כמובן שלא מדובר בסופה של האטמוספרה. פשרו של הגובה הזה הוא שהחל ממנו הופכת האטמוספירה כה דלילה עד שכוח העילוי כבר לא משפיע על תנועתם של גופים שנעים באטמוספירה. זה אומר שמעבר לגבול זה לא יכולים עוד כלי טיס להשתמש בעיקרון העילוי על מנת להמריא.

אגב, יש גם ויכוחים על הקביעה שזה המשתנה הקובע לקביעת תחילתו של החלל. יש שמודדים את התחלת החלל במהירות התנועה של החלקיקים הטעונים חשמלית בחלל ומקבלים את הגובה של 120 קילומטרים מעל לפני הים.

סוכנות נאס"א מתבססת על גובה מעט גדול יותר, 122 קילומטרים מעל פני הים. זה הגובה שבו היו המעבורות מכבות את המדחפים בשובן לכדור הארץ, ומתחילות בדאייה אל מסלול הנחיתה.


הנה הסבר לגבי מקום ההתחלה של החלל:

http://youtu.be/kQP-srJvI1A


סרטון על החלל:

http://youtu.be/asYk-qE1FqI


וסרט תיעודי על כדור הארץ והחלל החיצון:

https://youtu.be/NY8Rv6PaXVI?long=yes

התוצאות של התחממות כדור הארץ הן שונות ודי קשות. הראשונה שבהן היא תהליך חמור של התחממות כדור הארץ. הוא מתרחש כשהפשרת הקרח שמכסה את אדמת האזורים הצפוניים של העולם, מביאה לשחרור של גז מתאן. שחרור הגז הזה מאיץ את התחממות כדור הארץ ומגביר את הסיכוי לפריצת שיפות ברחבי העולם. השריפות הללו מביאות בתורן להעלמות של יערות רבים ולהפיכתם לאזורים צחיחים ומדבריים.

בלא מעט יערות בעולם חיסול היער הוא לא טבעי, בשל שריפה בחסות מזג האוויר החם. ביערות אלה שורפים את היער באופן יזום, לטובת אינטרסים עסקיים של תאגידים, מדינות וכלכלות במשבר. בירוא של אותם יערות והעלמות העצים שקולטים פחמן דו-חמצני מזיקים עוד יותר למצב האקלים. עיקר הנזק הוא בצמצום של אחד הגורמים הכי משמעותיים לוויסות האקלים בעולם.

זה לא עוצר כאן כי במקומות רבים הופך השטח שבו היו היערות לכר גידול לבקר. המדע גילה כבר מזמן שהגזים שפולטים עדרי הבקר בעולם מביאים לכמויות אדירות של גזי חממה. יערות האמזונס הם מהדוגמאות הכי בולטות לתהליך הזה.


הנה עוד כמה הערכות לנזקי משבר האקלים:

עליית הטמפרטורה בעולם - מדענים מעריכים שעד שנת 2100 תעלה הטמפרטורה על פני כדור הארץ בין מעלה ל-3.5 מעלות צלזיוס!

עלייה של פני הים - בישראל למשל גורסות הערכות המדענים שגובה פני הים התיכון יעלה ב-30 ס"מ, מה שאומר שכ-60 מטרים מקו החוף שלנו יהפוך לים.

יתרבו אירועי מזג אוויר קיצוניים - כמו בצורת, שטפונות וגלי חמסין וחום.

פגיעה בחקלאות ובתיירות - בשל השפעות החום ומה שמתלווה אליו.

ועוד המון תופעות זעירות יותר כמו גלי חרקים שינדדו מאפריקה לישראל, תהליכים של שטחים שיהפכו למדבר (תהליך שנקרא "מידבור"), פגיעה באיכות המים ועוד.


הנה סרטון על ההתחממות בעולם (מתורגם):

https://youtu.be/ztWHqUFJRTs


מדען שמסביר את זה במספרים פשוטים ומצמררים (מתורגם):

https://youtu.be/Qb0sKLdTGG4


התייבשות שהולכת ומחסלת אוכלוסיות ומינים בטבע של אפריקה (עברית):

https://youtu.be/zdMObsdmi_I


כבר לפני עשור חזו במדויק את תוצאות התחממות כדור הארץ (עברית):

http://youtu.be/d6sfIn8mjQo?t=15s


תצחקו אבל אחרי זה לכו למחות - סרטון קומי על הנושא העצוב של ההתחממות בכדור הארץ (עברית):

http://youtu.be/Z-WWyQ0rcmc


ההשפעות שתגרום ההתחממות הגלובלית (עברית):

http://youtu.be/PGlAwkrDKJU


וכתבת טלוויזיה עם דיווח על כדור הארץ שמשתגע (עברית):

https://youtu.be/hQb6x63QKbE?long=yes

הזריחה (Sunrise) והשקיעה (Sunset) אינן אירוע בפני עצמו, אלא חלק מסיבובי כדור הארץ היומיומיים.

הזריחה היא השלב ביום בו מתגלית השמש לעינינו ואור הולך ושוטף את האזור בו אנו נמצאים.

השקיעה היא השלב ההפוך והאחרון בו השמש שוקעת באופק וקרני השמש האחרונות עדיין נראות לעינינו כדמדומים, רגע לפני שייעלמו ותשרור חשיכה.

בשעת הזריחה וגם בשעת השקיעה עוברות קרני השמש הראשונות והאחרונות, בהתאמה, בשכבת האטמוספרה הנמוכה ביותר, זו הקרובה ביותר לפני כדור הארץ. לכן צבעי השמש באותם רגעים שונים משמעותית מהצבע האופייני לשעות היום הרגילות.

קראו על כך בתגית "זריחה, צבעים" או בתגית "שקיעה, צבעים".

כל אזור של קו אורך בעולם חווה את הזריחה והשקיעה בזמן אחר כמובן. אגב, אל תתנו לשעה הזהה בה זה יקרה להטעות אתכם. השעון הבינלאומי משתנה בדיוק לפי אותם אזורי שמש שונים ולכן הזריחה והשקיעה יהיו פחות או יותר באותן שעות בכל אזור.


הנה השקיעה מול נוף עירוני:

http://youtu.be/xRWf8ZMhehM

במהלך השעות של השקיעה והזריחה עוברות קרני השמש בשכבה הנמוכה של האטמוספרה, קרוב מאוד לפני כדור הארץ.

קרני האור פוגעות באבק, פיח, גזים וחומרים דומים. החומרים הללו בולעים חלק מהצבעים שבקרני האור וכך יוצא שהצבע של השמיים, שאותו אנו רואים, משתנה.

כך יוצא שבזריחה ובשקיעה נראים השמיים בגוונים כתומים או אדומים ולעתים אף מעט סגולים.


הנה השקיעה מול נוף עירוני:

http://youtu.be/xRWf8ZMhehM

אחת התיאוריות הקשות לגבי מצבו של העולם לאחר מלחמת עולם גרעינית הוא חורף גרעיני (Nuclear Winter). את התיאוריה העלה בזמנו החוקר חאיש התקשורת המשפיע קארל סייגן. הוא הסביר שלאחר מלחמה גרעינית גדולה, כזו הכוללת פיצוצים גרעיניים רבים, במיוחד מעל מטרות עירוניות שיגרמו להתלקחויות, שריפות יער ושריפות ענק בערים גדולות, תתמלא הסטרטוספירה של כדור הארץ בכמויות ענק של עשן פחמני, אבק ואפר, מה שיסתיר לשנים רבות את אור השמש ויביא למזג אוויר קר מאוד, שיימשך שנים.

התוצאות של מצב כזה יהיו שינויים משמעותיים של האקלים העולמי. מרבית העשן שיוותר בסטרטוספירה יהיה אמנם אטום לקרינת השמש אבל דרכו תעבור החוצה קרינה תת-אדומה, מה שיבטל את החימום של כדור הארץ על ידי אפקט החממה. התוצאה, כבר הבנתם, היא קור כלבים אמיתי.

מעבר לחיים הקרים והחשוכים ומצב הרוח הרע והדכאוני שהם יגרמו, התוצאות עלולות להיות חמורות יותר מכל אסון טבע שהכרנו. הם יכללו נזקים קשים מאד שישפיעו על החברה האנושית כולה. מפגיעה באקלים העולמי למשך עשור ויותר, דרך התקררות של מספר מעלות מעל אזורים גדולים על פני כדור הארץ, ירידה קשה בגידולי מזון ובתבואת החיטה העולמית ועוד.


הנה החורף הגרעיני וכיצד הוא יווצר:

https://youtu.be/MJUeae_qE6A


על החורף שיווצר אחרי מלחמה גרעינית:

https://youtu.be/bBCe3qwxRRs


ממשרד החיוך - אין כמו ריח של גשם גרעיני ראשון... במיוחד אם הוא בא מצפון-קורע (עברית):

https://youtu.be/t8wGPeIy0B0


לא מעט סרטים הוליוודיים עוסקים בעולם הפוסט-אפוקליפטי, של אחרי הפצצה האטומית:

https://youtu.be/vJFh0dQQ0a0?long=yes


סרט עלילתי על דניאל, שנשאר אחרי שואה אטומית:

https://youtu.be/MPUDWpD_8OU?long=yes


ועוד אסופה קולנועית עצובה - על היום שאחרי הרס העולם או במהלכו:

https://youtu.be/m6NBme-uR18?long=yes

רבות מדובר על כך שפליטות הפחמן הדו-חמצני בעולם זינקו במאה האחרונה ובכך הובילו להתחממות כדור הארץ ולשינויי האקלים המחמירים.

ההתחממות נגרמת מגזים שעוטפים את האטמוספרה, לא מאפשרים לחום להתפוגג ממנה החוצה. הגזים הללו נקראים "גזי חממה" והבולטים מביניהם הם פחמן דו חמצני וגז המתאן.

מה שקורה הוא שהגזים הללו גורמים לחום להילכד באטמוספירה של כדור הארץ, בעיקר באזורים הנמוכים של האטמוספרה והוא הולך וגובר משנה לשנה.

בכך הולכים הגזים הללו וגורמים להתחממות כדור הארץ, הנגרמת במה שנקרא "אפקט החממה".

#למה חממה?
כי זה מזכיר את התחממות האוויר בחממות חקלאיות, תהליך שבחקלאות הוא מכוון כדי ליצור אקלים שמנותק מהטמפרטורה שבחוץ וכך לגדל בתנאי חום מבוקרים, צמחים גם במהלך העונות הלא אופייניות להם.

#גזי החממה
גז החממה העיקרי בין גזי החממה שגורמים לאפקט החממה הוא הפחמן הדו-חמצני (CO2). את הפחמן הדו-חמצני אנו מכירים כגז הפסולת בתהליך הנשימה, גז שאותו משחרר הגוף של כל בעל חיים בנשימה, אל האוויר. זה קורה במקביל לשאיפת החמצן הדרוש לו כדי לחיות.

אבל בעידן המודרני הגז הזה CO2 לא לבד. גם גז מתאן שנוצר בכמויות מוגזמות מזיק מאוד. בטבע הוא נוצר מריקבון של חומרים אורגניים ומנפיחות וגיהוקים הבאים מקיבות של כבשים ופרות. כמה שזה נשמע מוזר גרפסים ופלוצים של בקר מזיקים לכדור הארץ מאוד. הצרה היא שמגדלים כמויות עצומות של בקר כיום, בשל צריכת הבשר האדירה של המין האנושי.

אבל לפליטתו של הפחמן הדו חמצני גורמים גם התיעוש והטכנולוגיה, שתורמים למצב הקשה בפליטת הגז האדירה והלא מרוסנת שבאה ממפעלי תעשייה, כלי רכב ממונעים, תחנות-כוח ומתקני הסקה ביתיים.

עוד תרומה למשבר האקלים באה מהשמדת יערות בכלל ויערות הגשם העצומים בפרט. למשל בכריתה עצומה של יערות ושריפות יזומות שעושים בהם, כדי לפנות קרקע לתעשיות שונות ולגידול מזון לבעלי חיים לתעשיית הבשר - כל אלה פוגעים בעצים שמייצרים את החמצן בעולם ומקטינים את הפחמן הדו חמצני (ראו בתגית "נשימה, עצים").


הנה הפחמן הדו חמצני והתחממות כדור הארץ (מתורגם):

https://youtu.be/ztWHqUFJRTs


על אפקט החממה:

http://youtu.be/ab6jV4VBWZE


המדהים הוא שזה אותו הגז שאחראי לפוטוסינתזה ולחלק גדול מהחיים בעולם (עברית):

https://youtu.be/BB2cwpgL0vg


מדענים שרים על התחממות כדור הארץ וכמה היא מסוכנת:

http://youtu.be/HHP9Rh-ooh0


וכתבת טלוויזיה בעברית שמדווחת על כדור הארץ שמשתגע:

https://youtu.be/hQb6x63QKbE?long=yes