La atmósfera es la capa de gas que rodea a un cuerpo
celeste. Los gases son atraídos por la gravedad del cuerpo, y se mantienen en
ella si la gravedad es suficiente y la temperatura de la atmósfera es baja.
Algunos planetas están formados principalmente por gases, por lo que tienen
atmósferas muy profundas.
Atmósfera terrestre
La altura de la atmósfera de la Tierra es de más de 100 km,
aunque más de la mitad de su masa se concentra en los seis primeros km y el 75%
en los primeros 11 km de altura desde la superficie planetaria. La masa de la
atmósfera es de 5,1 x 1018 kg.
La atmósfera terrestre protege la vida de la Tierra,
absorbiendo en la capa de ozono parte de la radiación solar ultravioleta, y
reduciendo las diferencias de temperatura entre el día y la noche, y actuando
como el escudo protector contra los meteoritos.
La composición de la atmósfera
Los distintos colores se deben a la dispersión de la luz
producida por la atmósfera.
Casi la totalidad del aire (un 95 %) se encuentra a menos de
30 km de altura, encontrándose más del 75 % en la troposfera. El aire forma en
la troposfera una mezcla de gases bastante homogénea, hasta el punto de que su
comportamiento es el equivalente al que tendría si estuviera compuesto por un
solo gas.
Nitrógeno: constituye el 78% del volumen del aire. Está
formado por moléculas que tienen dos átomos de nitrógeno, de manera que su
fórmula es N2. Es un gas inerte, es decir, que no suele reaccionar con otras
sustancias.
Oxígeno: representa el 21% del volumen del aire. Está
formado por moléculas de dos átomos de oxígeno y su fórmula es O2. Es un gas
muy reactivo y la mayoría de los seres vivos lo necesita para respirar.
Otros gases: del resto de los gases de la atmósfera, el más
abundante es el argón (Ar), que contribuye en 0,9% al volumen del aire. Es un
gas noble que no reacciona con ninguna sustancia.
Dióxido de carbono: está constituido por moléculas de un
átomo de carbono y dos átomos de oxígeno, de modo que su fórmula es CO2.
Representa el 0,03% del volumen del aire y participa en procesos muy
importantes. Las plantas lo necesitan para realizar la fotosíntesis, y es el
residuo de la respiración y de las reacciones de combustión. Este gas, muy por
detrás del vapor de agua, ayuda a retener el calor de los rayos solares y
contribuye a mantener la temperatura atmosférica dentro de unos valores que
permiten la vida.
Ozono: es un gas minoritario que se encuentra en la
estratosfera. Su fórmula es O3, pues sus moléculas tienen tres átomos de
oxígeno. Es de gran importancia para la vida en nuestro planeta, ya que su
producción a partir del oxígeno atmosférico absorbe la mayor parte de los rayos
ultravioleta procedentes del Sol.
Vapor de agua: se encuentra en cantidad muy variable y
participa en la formación de nubes. Es el principal causante del efecto
invernadero.
Partículas sólidas y líquidas: en el aire se encuentran
muchas partículas sólidas en suspensión, como por ejemplo, el polvo que levanta
el viento o el polen. Estos materiales tienen una distribución muy variable,
dependiendo de los vientos y de la actividad humana. Entre los líquidos, la
sustancia más importante es el agua en suspensión que se encuentra en las
nubes.
Composición química
Nitrógeno 78.08% (N2)1
Oxígeno 20.95% (O2)
Argón 0.93% v/v
CO2 335 ppmv
Neón 18.2 ppmv
Hidrógeno 5.5 ppmv
Helio 5.24 ppmv
Metano 1.72 ppmv
Kriptón 1 ppmv
Óxido nitroso 0.31
ppmv
Xenón 0.08 ppmv
CO 0.05 ppmv
Ozono 0.03 – 0.02
ppmv (variable)
CFCs 0.3 – 0.2
ppbv (variable)
Vapor de agua 1%
(variable)
No computable para el aire seco
Capas de la atmósfera terrestre
Capas de la atmósfera.
Troposfera
Es la capa más cercana a la superficie terrestre, donde se
desarrolla la vida y ocurren la mayoría de los fenómenos meteorológicos. Tiene
unos 8 km de espesor en los polos y alrededor de 16 km en el ecuador. En esta
capa la temperatura disminuye con la altura alrededor de 6,5 °C por kilómetro.
La troposfera contiene alrededor del 75% de la masa gaseosa de la atmósfera,
así como casi todo el vapor del agua.
Estratosfera
Es la capa que se encuentra entre los 12 km y los 50 km de
altura. Los gases se encuentran separados formando capas o estratos de acuerdo
a su peso. Una de ellas es la capa de ozono que protege a la Tierra del exceso
de rayos ultravioleta provenientes del Sol. Las cantidades de oxígeno y
anhídrido carbónico son casi nulas y aumenta la proporción de hidrógeno. Actúa
como regulador de la temperatura, siendo en su parte inferior cercana a los -60
°C y aumentando con la altura hasta los 10 ó 17 °C en la estratopausa.
imagen de la estrastosfera
Mesosfera
Es la capa donde la temperatura puede disminuir ( o
descender) hasta los -70 °C conforme aumenta su altitud. Se extiende desde la
estratopausa (zona de contacto entre la estratosfera y la mesosfera) hasta una
altura de unos 80 km, donde la temperatura vuelve a descender hasta unos -80 °C
o -90 °C.
Termosfera o Ionosfera
Es la capa que se encuentra entre los 90 y los 400
kilómetros de altura. Su límite superior es la termopausa. En ella existen
capas formadas por átomos cargados eléctricamente, llamados iones. Al ser una
capa conductora de electricidad es la que posibilita las transmisiones de radio
y televisión por su propiedad de reflejar las ondas electromagnéticas. El gas
predominante es el hidrógeno. Allí se produce la destrucción de los meteoritos
que llegan a la Tierra. Su temperatura aumenta desde los -73 °C hasta llegar a
1.500 °C.
Exosfera
La exosfera es la capa de la atmósfera terrestre en la que
los gases poco a poco se dispersan hasta que la composición es similar a la del
espacio exterior. Es la última capa de la atmósfera, se localiza por encima de
la termosfera, aproximadamente a unas 360 millas de altitud, en contacto con el
espacio exterior, donde existe prácticamente el vacío. Es la región atmosférica
más distante de la superficie terrestre. En esta capa la temperatura no varía y
el aire pierde sus cualidades físico–químicas.
Astronauta realizando trabajos en el espacio. Su límite
inferior se localiza a una altitud generalmente de entre 600 y 700 km,
aproximadamente. Su límite con el espacio llega en promedio a los 10.000 km por
lo que la exosfera está contenida en la magnetosfera (500-60.000 km), que
representa el campo magnético de la Tierra. En esa región, hay un alto
contenido de polvo cósmico que cae sobre la Tierra y que hace aumentar su peso
en unas 20.000 toneladas.[cita requerida] Es la zona de tránsito entre la
atmósfera terrestre y el espacio interplanetario y en ella se pueden encontrar
satélites meteorológicos de órbita polar. En la exosfera, el concepto popular
de temperatura desaparece, ya que la densidad del aire es casi despreciable;
además contiene un flujo o bien llamado plasma, que es el que desde el exterior
se le ve como los Cinturones de Van Allen. Aquí es el único lugar donde los
gases pueden escapar ya que la influencia de la fuerza de la gravedad no es tan
grande. En la exosfera también se encuentran los satélites artificiales. Está
constituida por materia plasmática. En ella la ionización de las moléculas
determina que la atracción del campo magnético terrestre sea mayor que la del
gravitatorio (de ahí que también se la denomina magnetosfera). Por lo tanto, las
moléculas de los gases más ligeros poseen una velocidad media que les permite
escapar hacia el espacio interplanetario sin que la fuerza gravitatoria de la
Tierra sea suficiente para retenerlas. Los gases que así se difunden en el
vacío representan una pequeñísima parte de la atmósfera terrestre.
La exosfera es la capa superior de la atmósfera terrestre.
En la exosfera, una molécula puede viajar hacia arriba moviéndose lo
suficientemente rápido para alcanzar la velocidad de escape, si se mueve por
debajo de la velocidad de escape se le impedirá escapar del cuerpo celeste por
la gravedad. Todo debido a la baja densidad de la exosfera. La exosfera es la
última capa antes del espacio exterior. Dado que no existe una frontera clara
entre el espacio exterior y la exosfera, la exosfera es a veces considerada una
parte del espacio ultraterrestre. Composición de la Exosfera Los principales
gases dentro de la exosfera son los gases más ligeros:
- · Hidrógeno
- · Algo de helio
- · Dióxido de carbono
- · Oxígeno atómico.
Límites de la Exosfera La altitud de su límite inferior,
conocida como la termopausa o exobase, oscila entre 250 a 500 kilómetros
dependiendo de la actividad solar. El límite superior de la exosfera puede ser
definido teóricamente por la altitud de aproximadamente 190.000 kilómetros; la
mitad de la distancia a la Luna. Esto es debido a que como dijimos la zona de
transición entre la atmósfera de la Tierra y el espacio interplanetario es la
misma exosfera.
