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CAPÍTULO 16 / TEMA 6 Sistemas terrestres LA ATMÓSFERA La atmósfera es la capa de gases que envuelve a la Tierra y la protege de las radiaciones solares y de los cuerpos que llegan desde el espacio. En ella se suceden cambios que afectan el clima del planeta. FUNCIONES DE LA ATMÓSFERA CAPA VITAL El ozono es de vital importancia para la Tierra porque absorbe la mayor parte de los rayos ultravioleta generados por el Sol. ¿Alguna vez se preguntaron por qué no estamos en contacto directo con el espacio exterior? ¿Qué impide que no haya lluvia de meteoritos todos los días? ¿Qué es lo que permite que los aviones y las aves vuelen? ¿Qué es lo que nos mantiene a salvo de las radiaciones del Sol y demás astros? La respuesta a todos estos interrogantes se relaciona con la atmósfera, una capa de gases que se extiende desde la superficie de la Tierra hasta los 750 km de altura. En comparación con el tamaño del planeta, la atmósfera es tan delgada que se asemeja al grosor de un cabello sobre una pelota de fútbol. No obstante, a pesar de ser, en apariencia, insignificante, la atmósfera es indispensable para el desarrollo de la vida y de los fenómenos meteorológicos. COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA • Nitrógeno (N2): constituye el 78 % del volumen del aire. Es un gas inerte que no suele reaccionar con otras sustancias. • Oxígeno (O2): representa el 21 % del volumen del aire. 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 que no reacciona con ninguna sustancia. • Dióxido de carbono (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 (O3): es un gas minoritario que se encuentra en la estratósfera. 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, cenizas volcánicas o 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. La atmósfera es una capa formada por distintos gases. Actúa como filtro frente a la radiación solar. En el aire existen los llamados gases permanentes, ya que, su concentración no varía en el transcurso del tiempo, estos pueden tener una duración de 1.000 años, a diferencia del resto de sus componentes. ¿QUÉ SON LOS GASES PERMANENTES? En la atmósfera podemos encontrar polvo, cenizas volcánicas y polen.La luz que recibe la Tierra del Sol es blanca, pero la interacción de los rayos con la atmósfera causa el color azul del cielo. GAS: UN GAS ES UN FLUIDO, EL CUAL TIENE LA CAPACIDAD DE EXPANDIRSE DE ACUERDO A LA PRESIÓN Y TEMPERATURA EXISTENTE. CAPAS DE LA ATMÓSFERA Tropósfera Si se realizara un vuelo intra-atmosférico, descubriremos que en la primera de las capas, la tropósfera, que se extiende hasta los 12 km de altura, ocurren fenómenos meteorológicos como lluvias, nevadas y granizo. En ella las masas de aire se desplazan en forma vertical y horizontal y forman vientos. A medida que ganemos altura en esta porción de la atmósfera, percibiremos que la temperatura va disminuyendo y que, al llegar a los 12 km, se registrarán temperaturas cercanas a los -60ºC. Por otra parte, en la tropósfera se encuentra la mayor cantidad de vapor de agua, partículas de polvo, dióxido de carbono y oxígeno de toda la atmósfera. De este modo, la presencia de oxígeno, indispensable para los seres vivos, hace que la tropósfera sea la parte de la atmósfera en la que se encuentran los componentes de la biósfera. La estratósfera y la capa de ozono A continuación se encuentra la estratósfera, que llega a los 50 km de altura. En esta capa se desintegran y queman los meteoritos. Cerca de los 30 km de altura hallamos la capa de ozono, que se encarga de absorber los rayos ultravioletas que emite el Sol, nocivos para la mayoría de los seres vivos. Las temperaturas aumentan hasta llegar a unos pocos grados bajo cero en el límite con la siguiente capa, la mesósfera, que se extiende hasta los 80 km de altura. Allí existe poco oxígeno y la temperatura vuelve a descender, hasta los -100º C. Mesósfera En esta capa la temperatura desciende a medida que nos alejamos de la superficie: ¡llega hasta los -90 °C! Se trata de la zona más fría de la atmósfera. En esta capa se desintegran los meteoritos que caen a la Tierra, formando las estrellas fugaces. Termósfera Se encuentra por encima de los 90 km. Presenta temperaturas superiores a los 1.000 °C. En ella se produce ionización de átomos y moléculas, por lo que también la suelen denominar ionósfera. Este fenómeno genera la formación de auroras en las regiones polares, que se produce cuando las partículas ionizadas son transportadas por el viento solar y atrapadas por el campo magnético de la Tierra. La temperatura es elevada debido a los gases que la componen, en su mayoría N2, O2, Ar y CO2. Allí la densidad del aire desciende, generando que las fuerzas de cohesión que existen entre las moléculas desaparezcan casi por completo. Exósfera Es la última capa de la atmósfera. Poco a poco los gases se dispersan hasta el espacio exterior. En esta capa la temperatura no varía. Aquí se encuentran los satélites utilizados para las comunicaciones. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA En la actualidad se vive un alto nivel de contaminación atmosférica. Ello significa que existe una fuerte presencia en la atmósfera de sustancias que implican molestias o riesgo para la salud de las personas y de los demás seres vivos. Aunque puede ocurrir por causas naturales, como las erupciones volcánicas, los incendios forestales no provocados o la actividad de algunos seres vivos, la mayor parte de la contaminación actual se debe a las actividades del ser humano, sobre todo a los procesos industriales y a la quema de combustibles fósiles. Los principales mecanismos de contaminación atmosférica son los procesos industriales que implican combustión, tanto en industrias como en automóviles y calefacciones residenciales, que generan dióxido y monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros contaminantes. Igualmente, algunas industrias emiten gases nocivos en sus procesos productivos, como cloro o hidrocarburos que no han realizado una combustión completa. ¿SABÍAS QUÉ? La tropopausa es la capa superior de la tropósfera y se encuentra cerca de la Antártida. Lo que llamamos estrella fugaz es en realidad un meteorito que se desintegra en la mesósfera. En la exósfera se encuentran los satélites que se utilizan para las comunicaciones. El efecto invernadero Es un fenómeno que ocurre en la atmósfera de la Tierra. Debido a la presencia de gases como el dióxido de carbono y el vapor de agua, los rayos del Sol que penetran en la atmósfera y rebotan contra la superficie de la Tierra quedan retenidos. Esto provoca un aumento de la temperatura que hace posible la vida en el planeta. En los últimos siglos, el hombre elevó la cantidad de emisiones de esos gases a la atmósfera, provocando un aumento muy rápido de la temperatura mundial. A este aumento se le llama calentamiento global, y trae consecuenciasgraves para todos los seres vivos. Los efectos de la contaminación La contaminación atmosférica tiene efectos perjudiciales sobre varios aspectos del medio ambiente. Algunos ejemplos son: • Efectos en el clima: El dióxido de carbono (CO2) no es un contaminante, puesto que forma parte de la atmósfera y participa en los ciclos naturales. Sin embargo, un aumento rápido de su concentración, como el que se está produciendo por la quema del carbón y el petróleo, incrementará el efecto invernadero natural, elevará la temperatura media del planeta, y puede desencadenar un cambio climático con consecuencias imprevisibles. Es muy importante no alterar su concentración natural. Por otra parte, los patrones de vientos, las nubes, la lluvia y la temperatura pueden afectar la rapidez con que los contaminantes se alejan de una zona. Los patrones climáticos que atrapan la contaminación atmosférica en valles o la desplazan por la tierra pueden dañar ambientes limpios, distantes de las fuentes originales. • Efectos en la biósfera: Algunos gases, como los clorofluorocarbonos (CFC), reaccionan con el ozono estratosférico y disminuyen su concentración, lo que permite la llegada a la superficie terrestre de más radiaciones ultravioleta, muy nocivas para la vida. Además, hay gases contaminantes, como los óxidos de nitrógeno y los de azufre, que se disuelven en el agua de las nubes y produce ácidos corrosivos que dañan los ecosistemas cuando llueve, generando lo que se conoce como lluvia ácida. • Efectos en la salud de las personas: Algunos gases contaminantes son tóxicos para las personas y causan irritación de los ojos y de las vías respiratorias. El aumento en la contaminación atmosférica está fuertemente ligado al deterioro en la función pulmonar y al aumento de los ataques cardíacos. Según el Índice de Calidad del Aire de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), niveles altos de contaminación atmosférica perjudican directamente a personas que padecen asma y otro tipo de enfermedad pulmonar o cardíaca. Los ancianos y los niños son especialmente vulnerables. Las principales sustancias que el ser humano emite al aire son gases nocivos y partículas sólidas o líquidas. Entre los contaminantes gaseosos más comunes se encuentran los óxidos de azufre (SO) y los de nitrógeno (NxOy), el amoníaco, el metano (CH4), el monóxido de carbono (CO) y especialmente los llamados clorofluorocarbonos (CFC, también llamados "freones"), que tienen efectos potencialmente negativos, ya que contribuyen de manera muy importante a la destrucción de la capa de ozono en la estratósfera, así como a incrementar el efecto invernadero. Por su parte, entre las partículas más nocivas se halla el humo y las cenizas generados en los combustibles, los aerosoles y ciertos materiales de construcción, productos de limpieza y muebles del hogar. PRINCIPALES SUSTANCIAS CONTAMINANTES Los gases que penetran la atmósfera quedan retenidos y se produce el calentamiento global. QUIERO SABER SOBRE... El tipo más comúnmente reconocido de contaminación atmosférica es el smog. Éste generalmente se refiere a una condición producida por la acción de la luz solar sobre los gases de escape de automotores y fábricas, edificios y casas.
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