Composição da atmosfera da Terra, camadas, funções

O atmosfera da Terra É a camada gasosa que circunda o planeta da superfície da Terra até um limite difuso para aproximadamente 10.000 km de altitude. Essa camada é mantida em torno do planeta devido à gravidade da Terra e é composta por uma mistura de gases aos quais chamamos de ar.

O componente mais abundante da atmosfera da Terra é o nitrogênio (78%), seguido de oxigênio (21%) e argônio (0,9%), além de outros em quantidades muito pequenas, como vapor de água e dióxido de carbono.

Vista da atmosfera do espaço

Essa massa gasosa é organizada em 5 camadas fundamentais ao redor do planeta e cumpre funções importantes, como proteger o planeta do impacto de pequenos meteoritos, filtrar radiação ultravioleta, reter o calor e permitir a existência de água líquida.

Da mesma forma, os climas da terra são formados na atmosfera e permitem o vôo de várias espécies, incluindo o vôo de aviões. Mas a atmosfera nem sempre era como é hoje, pois se originou com a formação do planeta e desde então ele evoluiu.

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Composição da atmosfera da Terra

A atmosfera da terra é formada por uma combinação de gases aos quais o nome do ar é dado. A composição do ar varia no gradiente de concentração que vai da superfície da terra para o limite com o espaço externo.

Ao falar sobre a composição da atmosfera, é feita referência à composição do ar na troposfera, que está em contato com a superfície do planeta.Esta camada apresenta a maior concentração de ar, cuja mistura de gás é dominante (n₂) e oxigênio (ou₂).

O nitrogênio representa 78% do total, enquanto o oxigênio ocupa 21%, subtraindo aproximadamente 1% de vários outros gases. Entre eles, antes de tudo o argônio, que quase completa 1 %, deixando os outros gases em quantidades extremamente pequenas.

Entre esses outros gases destacam o dióxido de carbono (CO_₂), que, embora atinja apenas aproximadamente 0,041%, está aumentando pela atividade humana. Vapor de água tem uma concentração variável, atingindo até 0,25%. Esses gases têm propriedades oxidantes, então a atmosfera da Terra tem essa qualidade.

Camadas da atmosfera

A atmosfera da Terra tem 5 camadas:

Troposfera

Tropopausa, camada entre troposfera e estratosfera

A troposfera se estende do nível do solo a cerca de 12 a 20 km de altitude e seu nome deriva do prefixo Tropos = mudança, devido à sua mudança de caráter. É mais fino nos pólos e mais largo no Equador.

Três quartos da massa gasosa da atmosfera estão concentrados na troposfera, devido à atração da gravidade terrena. Nesta camada, a vida é possível na Terra e ocorrem os fenômenos meteorológicos e os vôos de aviões comerciais.

Os ciclos biogeoquímicos atmosféricos também ocorrem na troposfera, como oxigênio, água, CO_₂ e nitrogênio. Nesta camada, a temperatura diminui com a altitude e a fronteira entre ela e a próxima camada é chamada de tropopausa.

Estratosfera

Vista da estratosfera

Está entre 12 e 20 km acima da superfície da Terra até aproximadamente 50 km e se separa em duas camadas por densidade do ar. Quanto mais baixo é onde o ar mais pesado do ar se acumula e um superior onde o ar quente mais leve é. Daí o nome dele derivado do prefixo estratos= camadas.

A fronteira entre esta camada e a próxima é chamada de stratopousa. Nele está uma camada fundamental para a vida na Terra, assim como a camada de ozônio.

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À medida que essa camada absorve o calor, a estratosfera aumenta a temperatura com a altitude, ao contrário do que acontece na troposfera.

Camada de ozônio (ozonosfera)

A camada de ozônio do planeta nos protege dos raios ultravioleta do sol

É uma camada de ozônio composto (ou₃), que é formado devido à dissociação bioquímica de oxigênio (ou₂) Por radiação solar ultravioleta. Assim, quando essa radiação afeta a molécula de oxigênio, ela é dividida em dois átomos de oxigênio.

Então, levando em consideração que o oxigênio atômico (O) é muito reativo, se liga com moléculas de oxigênio (ou₂) e formar o ozônio (ou₃).

Mesasphere

Meteoritos queimando na mesosfera

O nome dele vem de Meso = médio, porque é entre a estratosfera e a termofera, aproximadamente entre 50 e 80 km de altitude. É a camada onde meteoros queimam criando estrelas fugazes.

Nesta área, ainda há gás suficiente para produzir atrito e gerar calor, que não ocorre mais nas camadas superiores. A fronteira entre esta camada e a próxima é chamada Mesopausa.

ThermoSFERA

A Estação Espacial Internacional está localizada no Termosferra

O nome desta camada vem de térmica = calor, já que a temperatura é 4.500 graus Fahrenheit (cerca de 2.482 ºC). No entanto, com moléculas de gás suficientes, esse calor não é transmitido, bem como o som.

Essa camada se estende entre 80 e 700 km de altitude, e existe a estação espacial internacional e muitos satélites de baixa órbita. O limite entre a termosiva e a próxima camada da atmosfera de chama da termopausa.

Exosfera

Satélites altos de órbita são encontrados na exosfera

Leva o nome derivado do prefixo EXO = Fora, uma vez que é a camada mais externa da atmosfera da Terra; Atrás dela está o espaço externo. É entre 700 e 10.000 km de altitude, sendo a camada mais extensa da atmosfera.

Predominam os gases mais leves, como hidrogênio e hélio, mas em densidade muito baixa. Portanto, suas moléculas são muito separadas uma da outra, sendo uma área muito fria e de oxigênio. Na exosfera é onde os satélites climáticos e os satélites altos de órbita são encontrados.

Funções da atmosfera da Terra

A atmosfera tem uma série de funções que permitem as condições para a existência da vida como a conhecemos.

Gases vitais

A atmosfera contém os gases fundamentais para a vida como existe hoje, que são principalmente oxigênio e CO_₂.

Ablação atmosférica

Graças à existência de uma camada como a mesosfera, a superfície da Terra é protegida do impacto de uma grande quantidade de pequenos meteoros. Nesta camada, o ar, embora seja escasso, é suficiente para o atrito e os meteoros organizarem e se atrasam principalmente.

Filtro de radiação ultravioleta

A existência da camada de ozônio na estratosfera filtra a maior parte da radiação ultravioleta, impedindo que ela atinja a superfície da Terra. Isso é de grande importância para vários processos terrestres, incluindo a vida, uma vez que esse tipo de radiação causa mutações e produz câncer.

Efeito estufa

Ilustração do efeito estufa

Vários gases atmosféricos permitem a entrada de radiação que aquece a Terra e fornece energia para a fotossíntese e outros processos. Enquanto o calor gerado (radiação de onda longa) é parcialmente retida e refletida novamente na terra.

Isso permite manter uma faixa de temperatura favorável à vida no planeta, com uma temperatura média de 15 ºC. No caso da atmosfera, a temperatura média do planeta seria -18 ºC.

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Variação diurna da temperatura

A variação durante o dia da temperatura é determinada pelo aquecimento diurno da camada de ar diretamente acima do solo por radiação solar e seu resfriamento da vida noturna. Embora outros parâmetros, como altitude, a camada de nuvens presentes, umidade e instabilidade atmosférica também influenciem essa variação.

Pressão atmosférica

É a força da atração que tem a gravidade na massa de ar na terra (peso do ar), que varia de acordo com a temperatura, já que o mais leve o isqueiro é o ar. A combinação desses fatores contribui para a formação do clima, produzindo os ventos e estes, por sua vez, as correntes marinhas.

Mas, além disso, a pressão atmosférica exerce ar na superfície da Terra é adequada para a água líquida na terra.

Densidade e vôo

A atmosfera concentra a maior proporção do ar em sua camada inferior, a troposfera, que condiciona uma certa densidade. Essa densidade do ar é o que permite o vôo de pássaros, insetos, mamíferos voadores e o vôo mecanizado de seres humanos.

Circulação atmosférica

Os ventos são causados ​​por diferenças de temperatura geradas na atmosfera no nível da troposfera, causando diferenças de pressão atmosférica. Isso ocorre graças à absorção de calor por alguns gases que o compõem, como oxigênio, co_₂ e vapor de água.

Após o aquecimento, esses gases diminuem sua densidade, ou seja, suas moléculas se afastam umas das outras, ficando mais leves e começam a subir. Isso diminui a pressão atmosférica nessa área, criando um vácuo para o qual as massas de ar próximas fluem, formando os ventos.

Isso, por sua vez. Por outro lado, os ventos distribuem o vapor de água formado quando a água que ascende é fria e condensa causando chuvas.

Treinamento e evolução

A formação e evolução da atmosfera da Terra fazem parte da formação e evolução do sistema solar do Big Bang.

Formação do sistema solar

Ilustração da formação do sistema solar. Fonte: NASA

Propõe -se que nosso sistema tenha sido formado devido a uma concentração aleatória de matéria, movendo -se e girando no espaço. Foi juntos no que mais tarde seria o centro do sistema solar pela ação da força da gravidade.

Posteriormente, a matéria mais remota do centro resfriado diferencialmente e, portanto, os planetas mais frios são os mais separados do sol, que ocupa a posição central. Em seguida, os planetas foram formados por agregação de partículas a diferentes distâncias do centro e, de acordo com sua posição, eles têm características diferentes.

A terra

A prototierra chamada foi formada pela agregação de pequenos corpos rochosos celestes (chamado planetetimal), cerca de 4 4.500 milhões de anos. Nesse caso, esses planetários foram formados de óxidos, metais e silicatos.

Mais tarde, devido à menor massa da terra, nosso planeta não conseguiu reter a maior parte do hidrogênio e outros gases leves. A perda de gases estava esfriando o planeta, consolidando um núcleo onde os elementos mais pesados, de ferro e níquel, estavam concentrados.

Enquanto o mais leve como os silicatos formavam o manto e o córtex, enquanto os gases se concentraram como a camada final. Nesta área, havia gases que eram tão leves que escaparam da força de gravidade do planeta na formação.

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A atmosfera da Terra

Considera -se que a atmosfera passa por três estágios básicos nesta evolução, que cobrem a atmosfera primitiva, a escola secundária e a atmosfera biótica.

Atmosfera primordial

Estima -se que o planeta formou sua primeira atmosfera 4.450 milhões de anos, após o impacto que a peça formada pela lua. A partir daí, a diferenciação planetária ocorreu em núcleo, manto, córtex e atmosfera.

A atmosfera ainda era muito instável devido à perda de gases leves no espaço durante o processo de resfriamento terrestre. Esses gases leves como neon, argônio e outros foram perdidos em grandes proporções porque eram muito leves.

Nesta fase, os gases dominantes eram os da nebulosa solar, de natureza redutora, como o hidrogênio (H₂). Como outros de atividade vulcânica, como dióxido de carbono (CO_₂), nitrogênio (n₂) e vapor de água (h_₂O), então essa atmosfera estava reduzindo fortemente.

Atmosfera secundária

Em um período de 100 a 500 milhões de anos, a atmosfera evoluiu fez uma condição reduzida fraca, faz cerca de 4.000 milhões de anos. Isso foi entre outras coisas para o bombardeio tardio, em que atingem os asteróides do planeta ricos em carbono e água.

Ilustração de bombardeio precoce. Fonte: Timwether/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)

Está provado que meteoritos e cometas contêm alto teor de água, CO_₂, metano (cap₄) e amônia (NH3). Por outro lado, a atividade vulcânica expulsou grandes quantidades de CO_₂ e n₂.

Nesse período, a incidência de vida na atmosfera já aparece, com a atividade da protobactéria metanogênica cerca de 4.000 anos. Esses organismos consumiram CO₂ e produziu CH4, então o primeiro foi reduzido e o segundo desses gases aumentou.

Atmosfera biótica ou atual

A terra hoje. Fonte: Apollo 17

Estima -se que não mais que 3 façam.100 milhões de anos começaram a formar a atmosfera biótica oxidante. Isso se deve ao aparecimento dos primeiros organismos fotossintizantes, ou seja, capaz de produzir energia química (alimentos) a partir de energia solar.

Originalmente, eram cianobactérias, que ao realizar seu processo de fotossíntese produzidas como um desperdício de oxigênio. Isso estava incorporando grandes quantidades de oxigênio na atmosfera, causando uma mudança qualitativa cerca de 2.400 milhões de anos conhecido como grande evento oxidativo.

Por sua vez, o aumento do oxigênio causou a diminuição do metano devido à recombinação fotoquímica. Da mesma forma, a radiação ultravioleta causou a dissociação do ou₂, formação de oxigênio atômico (O), que combinou com oxigênio molecular (ou₂) formando ozônio (O3).

Assim, uma camada de ozônio foi gerada na extróios, além de n₂ expulsou os vulcões que se tornaram o gás dominante, porque é pouco reativo e não se forma facilmente, portanto acumulou -se na atmosfera.

Referências

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