Die Zusammensetzung der Luft verstehen: Welche Gase atmen wir ein?

Die Hauptgase in der Luft, die wir atmen, sind Stickstoff und Sauerstoff. Die beiden Nebengase sind Kohlendioxid und Argon. Die Atmosphäre enthält auch Wasserdampf, der stark von Temperatur und Standort variiert. Mindestens 11 andere natürlich vorkommende Gase existieren in Spurenmengen in der Atmosphäre. Die Zusammensetzung der Atmosphäre ändert sich mit Wetter, Jahreszeit, Tageszeit, Höhe, Breitengrad und Längengrad.

Stickstoff

Stickstoff macht den größten Anteil aus, etwa 78 Prozent, der Luft, die wir atmen. Es ist ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas. Die Moleküle von Stickstoffgas bestehen aus zwei Stickstoffatomen, die durch eine starke Bindung zusammengehalten werden. Stickstoffgas ist inert oder unreaktiv mit anderen Substanzen. Es ist nicht brennbar und unterstützt keine Verbrennung. Aufgrund seiner Unreaktivität wird Stickstoffgas verwendet, um Sprengstoffe zu schützen, um Lebensmittel in Verpackungen frisch zu halten und um Brände in einigen Herstellungsprozessen zu verhindern. Eine Atmosphäre aus meist Stickstoff würde Menschen und Tiere ersticken, weil sie Sauerstoff benötigen.

Sauerstoff

Molekularer Sauerstoff besteht aus zwei Sauerstoffatomen. Es ist ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas und macht etwa 21 Prozent der Luft aus, die wir atmen. Sauerstoff in der Luft stammt aus der Photosynthese von Pflanzen. Grüne Pflanzen wandeln Kohlendioxid in Sauerstoff um. Sauerstoff ist für das Leben auf der Erde unerlässlich. Im Gegensatz zu Stickstoff unterstützt Sauerstoffgas Feuer. Es reagiert auch mit Metallen und verursacht Rostbildung und Korrosion. Die Sauerstoffkonzentration nimmt mit höherer Höhe ab, weil die Sauerstoffkonzentration vom Luftdruck abhängt, der mit höherer Höhe abnimmt.

Kohlendioxid

Kohlendioxid ist ein leicht säuerliches, farbloses und geruchloses Gas. Das Kohlendioxidmolekül besteht aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen. Kohlendioxid macht nur etwa 0,03 Prozent der Luft aus, die wir atmen, aber es ist für die Photosynthese von Pflanzen und die Atmung von Menschen, Tieren und anderen Lebensformen unerlässlich. Pflanzen wandeln Kohlendioxid in Nahrung wie Glukose um und geben Sauerstoff in die Luft ab. Während der Atmung erzeugen Nahrungsverbindungen plus Sauerstoff Energie und Kohlendioxid. Kohlendioxid ist auch für die menschliche Gesundheit wichtig, indem es die Säure (pH) des Blutes aufrechterhält oder puffert. Die Konzentration von Kohlendioxid ist während der Wachstumsperiode niedriger und höher im restlichen Jahr.

Eine hohe Konzentration von Kohlendioxid trägt zur globalen Erwärmung bei. Derzeit ist die Menge an Kohlendioxid in der Luft mehr als 20 Prozent größer als vor einem Jahrhundert. Die Zunahme ist größtenteils auf menschliche Aktivitäten wie Entwaldung und die Verbrennung fossiler Brennstoffe zurückzuführen.

Argon

Argon ist ein farbloses, geruchloses, stabiles Gas. Es macht etwa 1 Prozent der Luft aus, die wir atmen. Argon hat keine bekannten gesundheitlichen Auswirkungen auf Menschen oder Tiere. Aufgrund seiner Unreaktivität und Hitzeschutzfähigkeit wird es weit verbreitet in der Metallindustrie verwendet.

Andere Gase

Die Luft, die wir atmen, enthält mindestens 11 andere Gase in Spurenmengen. Diese Gase umfassen Ammoniak, Ozon, Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid; die Edelgase Helium, Krypton, Neon und Xenon; das leichte, reaktive Wasserstoffgas; und die Treibhausgase Methan und Lachgas.