5.10. Atmósfera
La atmósfera es una mezcla de gases
mantenida por el efecto de la gravedad terrestre. Normalmente esta
formada por nitrógeno (78,1 % en volumen), oxígeno (21%), argón
(0,934%) y anhídrido carbónico (0,035%) principalmente. Esta proporción
de gases se mantiene estable gracias a la actividad de los seres vivos,
pero sobretodo de los seres fotosintéticos.
Como afirman James
Lovelock (1972, 1988) y Lynn Margulis (1991, 2003) en la teoría
de Gaia, si se compara la atmósfera de la Tierra con las
de Venus y Marte se observan grandes diferencias en su composición
química a pesar de que los tres planetas tienen orígenes similares.
Venus y Marte tienen atmósferas con una alta proporción de dióxido de
carbono (96.5 % y 95.32%, respectivamente) y con muy poco oxígeno y
vapor de agua, mientras que la atmósfera de la Tierra tiene una buena
proporción de gases de origen orgánico y muy poco dióxido de carbono
(sólo 0,04 %). La atmósfera de la Tierra, por lo tanto, "no se explica
sin el conocimiento de la producción biológica y el secuestro de
elementos móviles como el hidrógeno, el carbono, el oxígeno y el
nitrógeno" (Lynn Margulis, 1991).
| Características |
Venus (1) (2) |
Tierra (3) |
Marte (4) |
| Temperaturas |
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| Mínima |
228 K -45,15 °C |
184 K -89,15 °C |
186 K, –87 °C |
| Media |
737 K 463,85 °C |
287 K 14,05 °C |
227 K, –46 °C |
| Máxima |
773 K 499,85 °C |
331 K,15 56,7 °C |
293 K, 20 °C |
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| Presión atm. media |
9321,9 kPa (92 atm) |
101,325 kPa (msnm) |
0,636 kPa |
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| Composición química |
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| nitrógeno (N2) |
3,5 % |
78,084 % |
2,7103 % |
| oxígeno (O2) |
trazas |
20,946 % |
0,1295 % |
| argón (Ar) |
70 ppmv |
0,934 % |
1,6% |
| dióxido de carbono (CO2) |
96,5 % |
0,04 % |
95,32% |
| neón (Ne) |
7 ppmv |
18,18 ppmv |
2,5 ppmv |
| helio (He) |
12 ppmv |
5,24 ppmv |
|
| metano (CH4) |
|
1,79 ppmv |
10.5 ppb |
| kriptón (Kr) |
|
1,14 ppmv |
300 ppb |
| hidrógeno (H2) |
|
0,55 ppmv |
|
| óxido nítrico (NO) |
|
|
13,00 % |
| óxido nitroso (N2O) |
|
0,3 ppmv |
|
| xenón (Xe) |
|
0,09 ppmv |
80 ppb |
| ozono (O3) |
|
0,0-0,07 ppmv |
30 ppb |
| dióxido de nitrógeno (NO2) |
|
0,02 ppmv |
|
| yodo (I) |
|
0,01 ppmv |
|
| monóxido de carbono (CO) |
17 ppmv |
0,1 ppmv |
0.07% |
| amoniaco (NH3) |
|
<0,1 ppmv |
|
| agua (vapor) (H2O) |
20 ppmv |
<0,40 a 4 % |
0.03% |
| dióxido de azufre (SO2) |
150 ppmv |
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| cloruro de hidrógeno (HCl) |
0.1–0.6 ppmv |
|
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| fluoruro de hidrógeno (HF) |
0.001–0.005 ppmv |
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Características
y composición química de la atmosfera de Venus, la Tierra y Marte.
Fuentes: (1) Basilevsky, et al, 2003; (2) Bertaux, et al, 2007; (3)
NASA, 2007; (4) Mahaffy, et al., 2013.
Siglas: ppmv: partes por millón por volumen; ppb: partes por billón. |
El valor del dióxido
de carbonono (CO2) suele ser constante, aunque en formaciones vegetales
densas puede haber escasez, por lo que la renovación del aire es
importante. En alta montaña el aire suele contener menor cantidad de
CO2 al ser un gas pesado, por ello algunos autores relacionan esta
causa con el enanismo de las plantas de altura. Por otro lado el
aumento relativo del CO2 en la atmósfera puede ser positivo para el
desarrollo de la planta de hecho, el aumento de este gas favorece a la
plantas C3, aunque perjudica a muchas otras especies (Ferreras Chasco,
2000).
Aunque la atmósfera se ve alterada
principalmente por la actividad humana y algunos procesos biológicos y
geológicos, inyectan al aire diversos tipos de gases, partículas
sólidas y algunos productos químicos. Muchos animales y plantas son
susceptibles a estos cambios. Por ejemplo algunas plantas de los
géneros Gladiolus, Tulipa, Zea...
son capaces de detectar partículas de fluoruro de hidrógeno (HF) en el
aire, y algunas plantas de Geranium, Medicago
sativa detectan dióxido de azufre (SO2).
Los líquenes, son buenos bioindicadores de
los niveles de contaminación atmosférica, puesto que no pueden
desarrollarse en áreas con el aire muy contaminado. Por ejemplo, el
líquen Hypogymnia physodes a pesar de ser muy
abundante en toda Europa es muy sensible a la emisión de algunos gases
contaminantes, y en concentraciones superiores a 0,11 mg de SO2 tiende
a desaparecer (Schönbeck, 1969; Steubing, 1970; Müller, 1974).
La atmósfera se divide en
capas o estratos en función de la altitud, el gradiente
térmico y la densidad de cada estrato. La capa situada a menor altitud
es la troposfera, y es la única en la que se desarrolla la vida. En la
atmósfera, los seres vivos, como el aeroplacton, no se distribuyen de
manera homogénea. En las regiones polares hay organismos vivos hasta
una altura de 8 km, pero en la zona ecuatorial la vida llega hasta los
18 km. Las bacterias y las esporas de los hongos alcanzan los 11 km., y
se han visto ejemplares de cóndor a más de 7 km. de altitud (Müller,
1974). El resto de capas se describen en la siguiente tabla:
| Capa |
Altitud |
Características |
| Troposfera |
De 0 a 6 km en las zonas polares y unos 18
o 20 km en la zona intertropical. |
A medida que
se asciende disminuye la temperatura en la troposfera, salvo algunos
casos locales o regionales en donde se dan fenómenos de inversión
térmica. La temperatura mínima que se alcanza al final de la troposfera
es de –50 °C aproximadamente.
Es la capa más
densa, y la única que contiene vida, vapor de agua, y en la que se
producen fuertes movimientos verticales y horizontales de aire, que dan
lugar a los fenómenos meteorológicos. El límite superior de la
troposfera es la tropopausa.
|
| Estratosfera |
Entre los 9 o 18 km hasta los 50 km de
altitud. |
Su nombre se
debe a que está dispuesta en capas más o menos horizontales (o
estratos). Muchos aviones vuelan en esta capa puesto que es muy
estable.
A medida que
se asciende, la temperatura aumenta debido a la acción de los rayos
ultravioleta que transforman el oxígeno en ozono, produciendo calor.
|
*
Ozonosfera |
De los 15 km a los 40 km de altitud. |
Se denomina
capa de ozono, u ozonosfera, a la zona de la estratosfera terrestre que
contiene una concentración relativamente alta de ozono, reúne el 90 %
del ozono presente en la atmósfera y absorbe del 97 % al 99 % de la
radiación ultravioleta de alta frecuencia.
|
| Mesosfera |
Entre los 50 y 80 km de altura. |
Contiene sólo
el 0.1 % de la masa total del aire. Es la zona más fría de la
atmósfera, puede llegar a alcanzar los –80 °C. Es importante por la
ionización y las reacciones químicas que ocurren en ella.
La baja
densidad del aire en la mesosfera determina la formación de
turbulencias y ondas atmosféricas que actúan a escalas espaciales y
temporales muy grandes. La mayoría de los meteoritos se desintegran en
esta capa.
|
Termosfera
e
ionosfera |
De 69/90 a los 600/800 km. |
En esta capa
la temperatura aumenta con la altitud y el aire es muy tenue puesto que
contiene los gases más ligeros (principalmente oxígeno, helio e
hidrógeno). La temperatura cambia en función de la radiación solar y
varía a lo largo del tiempo. Si el sol está activo, las temperaturas en
la termosfera pueden llegar a 1500 °C e incluso más.
La ionosfera
conduce la electricidad, absorbe las ondas de radio de alta frecuencia
y refleja las partículas del viento solar. En ella se crean la aurora
boreal (al norte) y austral (al sur). El Telescopio Espacial Hubble y
la Estación Espacial Internacional (ISS) orbitan la Tierra en la
termosfera.
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| Exosfera |
De 600/800 a 2000/10.000 km. |
Esta es el
área donde la atmósfera se difumina con el espacio exterior. Es la
región atmosférica más distante de la superficie terrestre. Su límite
superior se localiza a altitudes que alcanzan los 960 e incluso 1000
km.
Los satélites
artificiales de mayor órbita (como los satélites meteorológicos) se
encuentran en esta capa.
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| Capas de la atmósfera (Müller, 1974;
Wikipedia, 2019). |
Dentro de la atmósfera cabe indicar el
factor de la presión atmosférica, sobretodo en áreas de alta montaña.
La presión puede condicionar el tamaño y la forma de las plantas y los
animales, por ello existen comunidades vegetales especialmente
adaptadas a este factor, los seres barófilos.
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