Atmósfera terrestre

Geografía. Planeta Tierra. Capa gaseosa. Estructura de la atmósfera. Capas atmosféricas. Presión atmosférica

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LA ATMÓSFERA TERRESTRE

Atmosfera

La atmósfera terrestrees la parte gaseosa de la Tierra, siendo por esto la capa más externa y menos densa del planeta. Está constituida por varios gases que varían en cantidad según la presión a diversas alturas. Esta mezcla de gases que forma la atmósfera recibe genéricamente el nombre de aire. El 75% de masa atmosférica se encuentra en los primeros 11 km de altura, desde la superficie del mar. Los principales elementos que la componen son el oxígeno (21%) y el nitrógeno (78%).

La atmósfera y la hidrosfera constituyen el sistema de capas fluidas superficiales del planeta, cuyos movimientos dinámicos están estrechamente relacionados. Las corrientes de aire reducen drásticamente las diferencias de temperatura entre el día y la noche, distribuyendo el calor por toda la superficie del planeta. Este sistema cerrado evita que las noches sean gélidas o que los días sean extremadamente calientes.

La atmósfera protege la vida sobre la Tierra absorbiendo gran parte de la radiación solar ultravioleta en la capa de ozono. Además, actúa como escudo protector contra los meteoritos, los cuales se trituran en polvo a causa de la fricción que sufren al hacer contacto con el aire.

Durante millones de años, la vida ha transformado una y otra vez la composición de la atmósfera. Por ejemplo; su considerable cantidad de oxígeno libre es posible gracias a las formas de vida -como son las plantas- que convierten el dióxido de carbono en oxígeno, el cual es respirable – a su vez - por las demás formas de vida, tales como los seres humanos y los animales en general.

Estructura

Atendiendo a diferentes características la atmósfera se divide en:

La troposfera, que abarca hasta un límite superior llamado tropopausaque se encuentra a los 9 Km en los polos y los 18 km en el ecuador. En ella se producen importantes movimientos verticales y horizontales de las masas de aire (vientos) y hay relativa abundancia de agua, por su cercanía a la hidrosfera. Por todo esto es la zona de las nubes y los fenómenos climáticos: lluvias, vientos, cambios de temperatura, etc. Es la capa de más interés para la ecología. En la troposfera la temperatura va disminuyendo conforme se va subiendo, hasta llegar a -70ºC en su límite superior.

La estratosferacomienza a partir de la tropopausa y llega hasta un límite superior llamado estratopausaque se sitúa a los 50 kilómetros de altitud. En esta capa la temperatura cambia su tendencia y va aumentando hasta llegar a ser de alrededor de 0ºC en la estratopausa. Casi no hay movimiento en dirección vertical del aire, pero los vientos horizontales llegan a alcanzar frecuentemente los 200 km/hora, lo que facilita el que cualquier sustancia que llega a la estratosfera se difunda por todo el globo con rapidez, que es lo que sucede con los CFC que destruyen el ozono. En esta parte de la atmósfera, entre los 30 y los 50 kilómetros, se encuentra el ozono que tan importante papel cumple en la absorción de las dañinas radiaciones de onda corta. 

La ionosferay la magnetosferase encuentran a partir de la estratopausa. En ellas el aire está tan enrarecido que la densidad es muy baja. Son los lugares en donde se producen las auroras boreales y en donde se reflejan las ondas de radio, pero su funcionamiento afecta muy poco a los seres vivos.

La fuerza de la gravedad

La fuerza de gravedad, descrita formalmente por Isaac Newton durante la segunda mitad del siglo XVII, es un fenómeno por el cual todos los objetos con una masa determinada se atraen entre ellos. Esta atracción depende de la masa del objeto en cuestión; mientras más masa, mayor será la fuerza de atracción.

Galileo fue uno de los precursores del planteamiento de la teoría de Newton. Galileo introdujo el concepto de inercia, que se define como una tendencia que posee todo cuerpo en movimiento a continuar con ese mismo movimiento. Todo cuerpo en la Tierra su estado natural es el reposo a menos que una fuerza externa lo ponga en movimiento. En cambio, los planetas y la Luna están en constante movimiento, por lo tanto debe existir necesariamente una fuerza que los haga mantenerse en esta condición. Es aquí donde comienza el trabajo de Newton al elaborar las tres leyes del movimiento.

Newton afirma que un cuerpo en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme permanecerá en esa condición hasta que una fuerza externa los haga cambiar (primera ley). Este es el caso de los planetas. Los planetas están siendo atraídos constantemente por el Sol, de la misma manera que una manzana es atraída hacia el centro de la Tierra al ser desprendida de la rama de su árbol. Por lo tanto la fuerza de gravedad no es exclusiva para el planeta Tierra, todos los cuerpos la ejercen, pero depende de la masa de cada uno. Como el Sol posee una gran cantidad de masa, es capaz de mantener a todo el sistema solar en órbitas en torno a él.

Según los resultados del experimento de Galileo, todos los cuerpos caen con la misma aceleración independiente de sus masas. Esto complementándolo con la segunda ley de Newton (la fuerza que atrae a los objetos es proporcional a sus masa), lleva a concluir que es la fuerza de gravedad la que interviene sobre los cuerpos en caída libre y la aceleración es la aceleración de gravedad que se calcula con la siguiente fórmula: g=GM/R2.

G es una constante conocida como la constante de Newton. M dice relación con la masa del cuerpo que provoca la aceleración. R es la distancia que hay entre los dos cuerpos; el que atrae, y el que es atraído.

De esta manera se obtiene la tercera ley de Newton que mide exactamente la intensidad de la fuerza: F= (GmM)/R2

Con esta fórmula Newton pudo calcular que la fuerza ejercida por la Tierra (M) sobre la luna (m) es mucho mayor que la ejercida por la Tierra sobre una manzana. Y la fuerza entre dos manzanas es casi nula. Esto significa que todo depende de la masa de los cuerpos que se están tratando.

Presión atmosférica

La presión atmosférica puede ser imaginada como el peso de una columna recubierta de aire. Al contrario que la temperatura, la presión disminuye exponencialmente con la altura. Pueden ser detectados rastros de atmósfera tan lejos como a 500 km sobre la superficie de la tierra, pero 80% de la masa de la atmósfera está contenida en los 18km. más cercanos a la superficie. La presión atmosférica es generalmente medida en milibares (Mb). Esta unidad de medida es equivalente a1 gramo por centímetro cuadrado (1 g/cm2). Otras unidades son usadas ocasionalmente, como bares, atmósferas, o mm de mercurio.

Oxígeno

El oxígeno es un elemento químico de número atómico 8 y símbolo O. En su forma molecular más frecuente, O2, es un gas a temperatura ambiente. Representa aproximadamente el 20,9% en volumen de la composición de la atmósfera terrestre. Es uno de los elementos más importantes de la química orgánica y participa de forma muy importante en el ciclo energético de los seres vivos, esencial en la respiración celular de los organismos aeróbicos. Es un gas incoloro, inodoro(sin olor) e insípido. Existe una forma molecular formada por tres átomos de oxígeno, O3, denominada ozono cuya presencia en la atmósfera protege la Tierra de la incidencia de radiación ultravioletaprocedente del Sol.

Un átomo de oxígeno combinado con dos de hidrógeno forma una moléculade agua.

Dióxido de carbono

Es el más importante de los gases menores, involucrado en un complejo ciclo global. Se libera desde el interior de la Tierra a través de fenómenos tectónicos y a través de la respiración, procesos de suelos y combustión de compuestos con carbono y la evaporación oceánica. Por otro lado es disuelto en los océanos y consumido en los procesos fotosintéticos. En la actualidad su concentración ha llegado a 359 ppmv (partes por millón volumen), producto de la acción antropogénica: quema de combustibles fósiles y materia orgánica en general.

Fuentes naturales: respiración, descomposición de materia orgánica, incendios forestales naturales.

Fuentes antropogénica: quema de combustibles fósiles, cambios en uso de suelos (principalmente deforestación), quema de biomasa, manufactura de cemento.

Absorción por las aguas oceánicas, y organismos marinos y terrestres, especialmente bosques y fitoplancton.

Ciclo de vida: entre 50 y 200 años.

El aire

El aire es una mezcla gaseosa que forma la atmósfera de la tierra. El aire se encuentra presente en todas partes, no se puede ver, oler, ni oír. Conozcamos sus propiedades físicas y químicas.

Propiedades Físicas

  • Es de menor peso que el agua.
  • Es de menor densidad que el agua.
  • No tiene volumen definido.
  • No existe en el vacío.
  • Es un fluido transparente, incoloro, inodoro e insípido.
  • Es un buen aislante térmico y eléctrico.
  • Un (1) litro de aire pesa 1,29 gramos, en condiciones normales.

Propiedades Químicas

  • Reacciona con la temperatura, condensándose en hielo a bajas temperaturas y produce corrientes de aire.
  • Está compuesto por varios elementos básicos para la vida.

Composición:

Los filósofos griegos (A.C) tuvieron distintas ideas para explicar el significado  del aire. Según Anaxímenes, el aire era el principio de todas las cosas, para Empédocles era uno de los cuatro elementos primordiales junto con el agua, el fuego y la tierra. Pero sólo fue hasta mediados del siglo XVII  que Lavoisier junto con otros científicos demostró que el aire era una mezcla de varios elementos. El aire es un componente natural esencial para el desarrollo de la vida en la tierra, sin él, nuestro planeta estaría  muerto y no podrían existir las plantas, los animales ni los seres humanos.

Importancia

El aire es muy importante para la vida y debe aprovecharse de manera sana. Es una mezcla de gases que tiene propiedades físicas y químicas. Sus componentes principales son nitrógeno, oxígeno y otros elementos.

El aire es muy importante para la vida en el planeta porque:

  • Proporciona el oxígeno indispensable para que podamos respirar.
  • El dióxido de carbono es la base de la fotosíntesis vegetal.
  • El ozono sirve para filtrar la mayor parte de los rayos ultravioletas provenientes del sol.
  • El argón se utiliza para llenar el interior de casi todas las clases de bombillos.
  • El neón se utiliza en los tubos fluorescentes y anuncios luminosos.
  • El helio es muy ligero, con él se inflan globos y se utiliza en diversos trabajos e investigaciones.

Es importante evitar la contaminación del aire, porque la contaminaciónaltera los elementos que lo componen, afectando la vida, sin el aire sería imposible la vida como la conocemos. Debemos aprovechar los fines de semana o alguna ocasión especial con los compañeros de la escuela para organizar paseos o excursiones al aire libre que nos permitan disfrutar del aire puro y apreciar su importancia.

Agente contaminante del aire

Se entiende por contaminación cualquier alteración de las condiciones naturales de un ambiente determinado. De esta manera se pueden identificar distintos tipos de contaminación: del agua, del aire, acústica y visual. La contaminación del aire es cualquier alteración de su composición natural, por la presencia en la atmósfera de compuestos que tienen efectos adversos sobre el ser humano y sus bienes materiales, así como también sobre los animales y las plantas.


¿Cómo se contamina el aire?

El aire que se respira se contamina cuando se introducen sustancias distintas a su composición natural, o bien, cuando se modifican las cantidades de sus componentes naturales. En sentido amplio, la contaminación del aire puede ser producto de factores naturales como emisiones de gases y cenizas volcánicas, el humo de incendios no provocados, el polvo y el polen y esporas de plantas, hongos y bacterias.

Sin embargo, la contaminación derivada de  las actividades del ser humano, llamada contaminación antropogénica, es la que representa el riesgo más grave para la estabilidad de la biosferaen general.

Consecuencias de la contaminación del aire

En las personas: a nivel pulmonar como el asma, el enfisema, el cáncer pulmonar, la bronquitis. A nivel de la piel, manchas, cáncer en la piel, afecciones en las mucosas de la nariz, irritaciones en los ojos, conjuntivitis, además agrava las afecciones cardiovasculares, entre otras enfermedades.

En los materiales: deterioro en los materiales que se utilizan en las construcciones y otras superficies.

En las plantas: altera el proceso de la fotosíntesis.

Problemas ambientales: entre los problemas más dramáticos se tienen el  smog de las grandes ciudades, cambios de clima a escala global y regional, el efecto invernadero, la lluvia ácida y la disminución  de la capa de ozono.

El smog

En grandes ciudades como México, Nueva York, Santiago de Chile y otras, se puede observar una nube gris en el cielo que cubre generalmente toda la ciudad, a esta nube se le llama "smog" y se forma por la acumulación de agentes contaminantes en la atmósfera. Entre estos agentes contaminantes están:

  •  Monóxido de carbono, expulsado por los vehículos.
  • Oxido de azufre, expulsado por las chimeneas de las fábricas.
  • Carbón, polvo negro que se forma por la quema incompleta de la gasolina y otros productos derivados del petróleo.

Referencias Bibliográficas

http://www.rena.edu.ve/SegundaEtapa/ciencias/contaminacionaire.html

http://www.rena.edu.ve/SegundaEtapa/ciencias/composicionaire.html

Conclusión

Como conclusión la atmósfera está principalmente constituida por nitrógeno, oxígeno y algunos otros gases traza y aerosoles que regulan el sistema climático, al regular el balance energético entre la radiación solar incidente y la radiación terrestre que se emite. La mayor parte de la atmósfera se encuentra por debajo de los 10 Km., en la troposfera, en la que el clima terrestre opera, y donde el efecto invernadero opera en forma más notoria. Por encima de ella se encuentran capas que son definidas por sus temperaturas.

El aire contaminado nos afecta en nuestro diario vivir, manifestándose de diferentes formas en nuestro organismo, como la irritación de los ojos y trastornos en las membranas conjuntivas, irritación en las vías respiratorias, agravación de las enfermedades broncas pulmonares, etc.

El hombre debe aprender que el ambiente no es algo que pueda manejar según su voluntad, sino que él debe integrarse para tener una vida mejor.

Un paso importante para mejorar el hábitat sería lograr que el hombre cambiara de actitud interna hacia su ambiente respetando sus valores y derechos

Mientras los seres humanos no nos demos cuenta del daño tan enorme que nos estamos haciendo al contaminar la tierra no se podrá hacer nada para tratar de salvar lo que aun nos queda de la naturaleza. Por eso tenemos que crear una cultura basada en el respeto a la tierra y a la conservación de nuestros recursos naturales pues es importante que tengamos conocimiento sobre el daño que le podemos hacer a la tierra con el uso de productos químicos, pues el sobrecalentamiento del planeta está llevando a que el clima del planeta se salga de su equilibrio normal y así otros problemas como la inversión térmica y el daño a la capa de ozono.

Introducción

Se llama contaminación a la transmisión y difusión de humos o gases tóxicos a medios como la atmósfera y el agua, como también a la presencia de polvos y gérmenes microbianos provenientes de los desechos de la actividad del ser humano. En la actualidad, el resultado del desarrollo y progreso tecnológico ha originado diversas formas de contaminación, las cuales alteran el equilibrio físico y mental del ser humano. Debido a esto, la actual contaminación se convierte en un problema más crítico que en épocas pasadas.

Esta capa (la atmósfera) absorbe la mayor cantidad de radiación solar y debido a esto se produce la filtración de todos los rayos ultravioletas. El aumento de anhídrido carbónico en la atmósfera se debe a la combustión del carbón y del petróleo, lo que lleva a un recalentamiento del aire y de los mares, con lo cual se produce un desequilibrio químico en la biosfera, produciendo una alta cantidad de monóxido de carbono, sumamente tóxica para los seres vivos. La contaminación atmosférica proviene fundamental-mente de la contaminación industrial por combustión, y las principales causas son la generación de electricidad y el automóvil. También hay otras sustancias tóxicas que contaminan la atmósfera como el plomo y el mercurio. Es importante que los habitantes de las grandes ciudades tomen conciencia de que el ambiente ecológico es una necesidad primaria. Se debería legislar sobre las sustancias que pueden ir a la atmósfera y la concentración que no debe superarse.