La Atmósfera: Características Sobre la Estructura y su Origen
La atmósfera es una delgada capa de una mezcla de gases que rodea a la Tierra, con un espesor de 20.000 km, los gases permanecen retenidos en el planeta debido a la fuerza gravitacional. La atmósfera se encuentra clasificada en regiones esto de acuerdo a sus características físicas en: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera, exosfera en donde se encuentra la magnetosfera.
Desarrollo
Estas capas se verán influenciadas por una serie de procesos internos e interacciones externas que pueden mantener o alterar las propiedades inherentes de cada una de ellas como: temperatura, actividad química, energía de radiación solar incidente, propiedades relativas, presión y densidad. El 75% de la masa de toda la mezcla de gases presentes en la atmósfera se encuentra en los primeros 11km y, los componentes mayoritarios son el N2, O2 y Ar que comprende el 99.98% del volumen de la mezcla gaseosa y el 0,02% corresponde a una gran variedad de compuestos gaseosos minoritarios. Según la composición química la atmósfera está dividida en Homosfera que comprende de 0 hasta los 50 km de altitud, aquí los gases más abundantes son el N2, O2, Ar, H2O y CO2; y, la Heterosfera que va desde los 50 km a 10000 km en donde los principales gases son N2, O2, He y H.
Troposfera
Esta capa está en contacto directo con la tierra, siendo la más cercana a la superficie. El espesor de esta capa es de 12 km en promedio, 9 en los polos y 18 en el ecuador, pese a ser la capa mas delgada de la atmósfera comprende el 75% de la masa total, además de contener todo el vapor de agua.
La temperatura varia con la altura disminuyendo 6.5ºC por cada kilómetro recorrido. Es en esta capa donde ocurren la mayoría de los fenómenos meteorológicos que mantiene el aire en constante agitación produciendo el movimiento de masas de aire tanto vertical como horizontal, estos movimientos de masas de aire permiten el transporte de muchos materiales y sirve además para dispersar contaminantes atmosféricos.
El clima de la superficie es cambiante y esto se debe a las células de convención que redistribuyen el calor procedente del sol que llega a los trópicos y el ecuador, hacia zonas frías como los polos.
La composición de gases en la troposfera es homogénea en casi todo su volumen siendo el Nitrógeno, el gas mayoritario con el 78% del volumen total; el Oxígeno con el 21% es el segundo gas con mayor volumen y el Argón, con el 0,9%; el resto de gases minoritarios, pero no por eso menos importantes en las reacciones químicas que se dan en esta capa de la atmosfera constituye el 0,1%. Además, se encuentran partículas sólidas y liquidas en suspensión, compuestos gaseosos, de origen volcánico, de la erosión del suelo, procedentes de los océanos o de incendios forestales; formando parte activa de procesos físico-químico que se dan en esta capa de la atmosfera, actuando como catalizadores y ayudando a la formación de nubes. El limite de la troposfera se la conoce como tropopausa.
Estratosfera
Capa de la atmósfera que se extiende desde los 12 km hasta los 50 km de altitud, el gradiente térmico se invierte hasta alcanzar los 0ºC, debido a las reacciones fotoquímicas que no permiten el ascenso de masas de aire haciendo imposible que se produzcan fenómenos meteorológicos en esta zona.
Es en la estratosfera en donde se encuentra una capa llamada ozono a una altura de 25 km, siendo esta capa importante para que se pueda desarrollar la vida en el planeta, sirviendo de filtro de las radiaciones ultravioletas procedentes del sol que son perjudiciales para los seres vivos. Los gases que se encuentran en esta capa son el metano, los óxidos de nitrógeno. El limite de esta capa se la conoce como estratopausa.
Mesosfera
Esta capa se extiende desde los 50 km hasta los 80 km de altura, vuelve a producirse otra inversión térmica disminuyendo hasta llegar a los 90ºC bajo cero y son absorbidos los rayos más energéticos que provienen del sol.
En esta capa la composición del aire depende de la altura, existiendo la presencia de gases ligeros y una gran producción de iones y electrones debido a la absorción de radiación solar.
Termosfera
La temperatura en esta capa vuelve a ascender debido a la absorción de radiación ultravioleta, rayos X, provocando la ionización de muchas especies como O2, N2, es por este motivo que a esta capa se la conoce también como ionosfera. Es en esta zona donde se producen las auroras boreales y australes, debido a que las especies químicas interactúan con el viento solar.
Exosfera
La base de esta capa se encuentra a unos 500-750 km, formada en su mayoría por átomos y iones de oxígeno, hidrogeno y helio. Va aumentando la concentración de partículas ionizadas a través de la exosfera hasta llegar a los 2.000 km, donde se encuentra una banda enorme de radiaciones conocida como magnetosfera.
Origen y Evolución
La composición de la atmósfera que hoy existe ha sido producto de interacciones de la hidrósfera, el suelo y los seres vivos a través del tiempo.En sus inicios la atmósfera estaba compuesta por agua, dióxido de carbono, carbono, nitrógeno, hidrógeno, metano y el amoniaco. Similar a la de otros planetas internos como Venus y Marte.
Debido al calor generado por la formación del núcleo se desprendieron minerales y gases como el helio y el hidrogeno que escaparon al espacio, sin embargo, quedo atrapado hidrogeno en compuestos más pesados por las diferentes reacciones, dio origen a una atmósfera primitiva constituida por metano, amoniaco y agua.
La atmósfera primaria teniendo como elemento principal al dióxido de carbono, nitrógeno molecular y vapor de agua, se dice que se produjeron de los procesos de oxidación de las especies nombradas anteriormente reaccionaron con oxigeno pre-biológico que se pudo originar de los procesos de fotolisis del dióxido de carbono y el agua. Estas reacciones mas la presencia de oxigeno atmosférico se fue originando la capa de ozono estratosférico. Esta capa de ozono permitió filtrar los rayos ultravioletas dañinos para los seres vivos.
Conclusión
Nos permite conocer cómo se originó, la composición de la atmósfera, las zonas que posee y la importancia de cada zona para que funcione como un sistema interconectado permitiendo desarrollar la vida en el planeta, funcionando como un escudo protector ante las radiaciones solares emitidas por el sol. En si la atmósfera es una capa fina que cubre a la tierra, frágil, delicada, dependiente de toda actividad antropogénica que se desarrolla dentro de ella, cambiante en el tiempo tanto en su composición como estructura.
Para nosotros como futuros Ingenieros en Manejo y Conservación del Medio Ambiente es pertinente conocer como funciona la atmosfera, de todos los procesos físico, químicos y biológicos que se desarrollan en ella, para de esta manera poder realizar propuestas que ayuden a mejorar y conservar la atmosfera y que sea propicia para el desarrollo de la vida como la conocemos. En la actualidad se encuentra en graves problemas al no poder destruir todos los contaminantes que se producen y por acumulación de gases en su mayoría producidos por toda acción realizada por el hombre, el planeta está cambiando “Cambio Global”, poniendo en riesgo toda vida que allí exista.
Bibliografía
- Contaminación Ambiental: Una Visión Desde La Química – MARÍA NIEVES GONZÁLEZ DELGADO, CARMEN OROZCO BARRENETXEA, ANTONIO PÉREZ SERRANO, JOSE MARCOS ALFAYATE BLANCO, FRANCISCO J. RODRIGUEZ VIDAL
- Google Libros.” https://books.google.com.ec/books?id=nUoOx-8knyUC&printsec=frontcover&dq=inauthor:%22MARÍA+NIEVES+GONZÁLEZ+DELGADO%22&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjG__bZuq7lAhWxrFkKHVP1AhUQ6AEIMDAB#v=onepage&q&f=false (October 21, 2019).
- Martins Nogueira, João Vianey. 2013. “Contaminación Atmosferica.” Journal of Chemical Information and Modeling 53(1): 1689–99.
