Composizione, strati, funzioni della Terra Atmosfera

IL Atmosfera terrestre È lo strato gassoso che circonda il pianeta dalla superficie terrestre a un limite diffuso a circa 10.000 km di altitudine. Questo strato viene mantenuto intorno al pianeta a causa della gravità terrestre ed è composto da una miscela di gas a cui chiamiamo aria.

La componente più abbondante dell'atmosfera terrestre è azoto (78%), seguito da ossigeno (21%) e argon (0,9%), così come altri in quantità molto piccole, come il vapore acqueo e l'anidide carbonica.

Vista dell'atmosfera dallo spazio

Questa massa gassosa è disposta in 5 strati fondamentali intorno al pianeta e svolge importanti funzioni, come la protezione del pianeta dall'impatto dei piccoli meteoriti, filtrando le radiazioni ultraviolette, trattenendo il calore e consentendo l'esistenza di acqua liquida.

Allo stesso modo, i climi della terra sono formati nell'atmosfera e consentono il volo di varie specie, incluso il volo di aeroplani. Ma l'atmosfera non era sempre come è oggi, poiché ha avuto origine con la formazione del pianeta e da allora si è evoluta.

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Composizione dell'atmosfera terrestre

L'atmosfera della terra è formata da una combinazione di gas a cui viene dato il nome dell'aria. La composizione dell'aria varia nel gradiente di concentrazione che va dalla superficie della terra al limite con lo spazio.

Quando si parla della composizione dell'atmosfera, viene fatto riferimento alla composizione dell'aria nella troposfera, che è in contatto con la superficie del pianeta.Questo strato presenta la più alta concentrazione d'aria, la cui miscela di gas è dominante (n₂) e ossigeno (o₂).

L'azoto rappresenta il 78% del totale, mentre l'ossigeno occupa il 21%, sottraendo circa l'1% di molti altri gas. Tra questi, prima di tutto l'argon, che quasi completa l'1 %, lasciando gli altri gas in quantità estremamente piccole.

Tra questi altri gas evidenzia l'anidride carbonica (CO_₂), che sebbene raggiunga solo circa lo 0,041%, sta aumentando per attività umana. Il vapore acqueo ha una concentrazione variabile, raggiungendo fino allo 0,25%. Questi gas hanno proprietà ossidanti, quindi l'atmosfera terrestre ha questa qualità.

Strati dell'atmosfera

L'atmosfera terrestre ha 5 strati:

Troposfera

Tropopausa, strato tra troposfera e stratosfera

La troposfera si estende dal livello del suolo a circa 12-20 km di altitudine e il suo nome deriva dal prefisso Tropos = cambiamento, a causa del suo carattere mutevole. È più sottile nei poli e più ampio in Ecuador.

Tre quarti della massa gassa dell'atmosfera sono concentrati nella troposfera, a causa dell'attrazione della gravità terrena. In questo strato la vita è possibile sulla Terra e si verificano i fenomeni meteorologici e i voli degli aeroplani commerciali.

I cicli biogeochimici atmosferici si verificano anche nella troposfera, come ossigeno, acqua, CO_₂ e azoto. In questo strato la temperatura diminuisce con l'altitudine e al confine tra essa e lo strato successivo è chiamato tropopausa.

Stratosfera

Vista di stratosfera

È tra 12 e 20 km sopra la superficie terrestre fino a circa 50 km e si separa in due strati per densità dell'aria. Più in basso è dove si accumula l'aria fredda più pesante e un superiore dove si trova l'aria calda più leggera. Da qui il suo nome derivava dal prefisso Strati= strati.

Il confine tra questo strato e il successivo si chiama stratousa. In esso è uno strato fondamentale per la vita sulla terra, così come lo strato di ozono.

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Mentre questo strato assorbe il calore, la stratosfera aumenta la temperatura con l'altitudine, a differenza di ciò che accade nella troposfera.

Strato di ozono (ozonosfera)

Lo strato di ozono del pianeta ci protegge dai raggi ultravioletti del sole

È uno strato di ozono composito (o₃), che si forma a causa della dissociazione biochimica dell'ossigeno (o₂) Per radiazione solare ultravioletta. Pertanto, quando questa radiazione influisce sulla molecola di ossigeno, viene suddivisa in due atomi di ossigeno.

Quindi, tenendo conto del fatto che l'ossigeno atomico (O) è molto reattivo, si lega alle molecole di ossigeno (o₂) e formare l'ozono (o₃).

Messosfera

Meteoriti che bruciano nella mesosfera

Il suo nome viene da Meso = mezzo, perché è tra la stratosfera e la termosfera, circa tra 50 e 80 km di altitudine. È lo strato in cui le meteore bruciano creando stelle fugaci.

In quest'area c'è ancora abbastanza gas per produrre attrito e generare calore, che non si verifica più negli strati superiori. Il confine tra questo strato e il successivo si chiama Mesopausa.

Termosfera

La Stazione Spaziale Internazionale si trova nel Termosfera

Il nome di questo livello proviene Thermos = calore, poiché la temperatura è 4.500 gradi Fahrenheit (circa 2.482 ºC). Tuttavia, avendo abbastanza molecole di gas, questo calore non viene trasmesso, così come il suono.

Questo strato si estende tra 80 e 700 km di altitudine, e c'è la stazione spaziale internazionale e molti satelliti a bassa orbita. Il confine tra la termoosfera e lo strato successivo dell'atmosfera di fiamma della termopausa.

Esosfera

I satelliti ad alta orbita si trovano nell'esosfera

Porta il nome derivato dal prefisso Exo = All'esterno, poiché è lo strato più esterno dell'atmosfera terrestre; Dietro di lei c'è lo spazio esterno. È tra 700 e 10.000 km di altitudine, essendo lo strato più ampio dell'atmosfera.

Esistono predominando i gas più leggeri come idrogeno ed elio, ma a bassa densità. Pertanto, le sue molecole sono molto separate l'una dall'altra, essendo un'area molto fredda e ossigeno. Nell'esosfera è dove si trovano satelliti meteorologici e satelliti ad alta orbita.

Funzioni dell'atmosfera terrestre

L'atmosfera ha una serie di funzioni che consentono le condizioni per l'esistenza della vita come la conosciamo.

Gas vitali

L'atmosfera contiene i gas fondamentali per la vita come esiste oggi, che sono principalmente ossigeno e co_₂.

Ablazione atmosferica

Grazie all'esistenza di uno strato come la mesosfera, la superficie terrestre è protetta dall'impatto di una grande quantità di piccole meteore. In questo strato l'aria, sebbene sia scarsa, è sufficiente per l'attrito e le meteore per organizzare e ritardare principalmente.

Filtro radiazione ultravioletta

L'esistenza dello strato di ozono nella stratosfera filtra la maggior parte delle radiazioni ultraviolette, impedendole di raggiungere la superficie terrestre. Ciò è di grande importanza per vari processi terrestri, compresa la vita, poiché questo tipo di radiazioni provoca mutazioni e produce cancro.

Effetto serra

Illustrazione dell'effetto serra

Molti dei gas atmosferici consentono l'ingresso di radiazioni che riscalda la terra e forniscono energia per la fotosintesi e altri processi. Mentre il calore generato (radiazione a onde lunghe), viene parzialmente trattenuto e riflesso di nuovo sulla terra.

Ciò consente di mantenere un intervallo di temperatura favorevole alla vita sul pianeta, con una temperatura media di 15 ºC. In caso di atmosfera, la temperatura media del pianeta sarebbe di -18 ºC.

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Variazione di temperatura diurna

La variazione durante il giorno della temperatura è determinata dal riscaldamento diurno dello strato d'aria direttamente sopra il suolo dalle radiazioni solari e dal suo raffreddamento della vita notturna. Sebbene altri parametri come l'altitudine, lo strato di nuvole presenti, l'umidità e l'instabilità atmosferica influenzano anche questa variazione.

Pressione atmosferica

È la forza di attrazione che ha la gravità della massa d'aria sulla terra (peso dell'aria), che varia in base alla temperatura, poiché il più leggero è l'aria. La combinazione di questi fattori contribuisce alla formazione del clima, producendo i venti e questi a loro volta le correnti marine.

Ma inoltre, la pressione atmosferica esercita aria sulla superficie terrestre è adeguata per l'acqua liquida sulla terra.

Densità e volo

L'atmosfera concentra la maggior parte dell'aria nel suo strato inferiore, la troposfera, che condiziona una certa densità. Questa densità dell'aria è ciò che consente il volo di uccelli, insetti, mammiferi volanti e il volo meccanizzato di esseri umani.

Circolazione atmosferica

I venti sono causati dalle differenze di temperatura generate nell'atmosfera a livello della troposfera, causando differenze di pressione atmosferica. Ciò si verifica grazie all'assorbimento del calore da parte di alcuni gas che lo compongono, come l'ossigeno, CO_₂ e vapore acqueo.

Dopo il riscaldamento, questi gas diminuiscono la loro densità, cioè le loro molecole si allontanano l'una dall'altra, diventando più leggere e iniziano a salire. Ciò riduce la pressione atmosferica in quell'area, creando un vuoto verso il quale scorrono le masse d'aria vicine, formando i venti.

Questi a loro volta causano correnti di superficie marine che contribuiscono alla distribuzione del calore sulla terra. D'altra parte, i venti distribuiscono il vapore acqueo formato quando l'acqua che sale è fresca e si condensa causando piogge.

Formazione ed evoluzione

La formazione e l'evoluzione dell'atmosfera terrestre fanno parte della formazione e dell'evoluzione del sistema solare dal Big Bang.

Formazione del sistema solare

Illustrazione della formazione del sistema solare. Fonte: NASA

Si propone che il nostro sistema sia stato formato a causa di una concentrazione casuale di materia spostandosi e trasformando lo spazio. È andato insieme in quello che sarebbe stato in seguito il centro del sistema solare dall'azione della forza di gravità.

Successivamente, la questione più remota dal raffreddamento centrale e quindi i pianeti più freddi sono quelli più separati dal sole, che occupa la posizione centrale. Quindi, i pianeti sono stati formati dall'aggregazione delle particelle a diverse distanze dal centro e in base alla loro posizione hanno caratteristiche diverse.

La terra

La prototierra così chiamata era formata dall'aggregazione di piccoli corpi rocciosi celesti (chiamati pianetsimal), circa 4 fa.500 milioni di anni. In questo caso, questi pianeti erano formati da ossidi, metalli e silicati.

Successivamente, a causa della massa inferiore della terra, il nostro pianeta non è riuscito a trattenere la maggior parte dell'idrogeno e di altri gas leggeri. La perdita di gas stava raffreddando il pianeta, consolidando un nucleo in cui gli elementi più pesanti, di ferro e nichel erano concentrati.

Mentre i più leggeri come i silicati formavano il mantello e la corteccia, mentre i gas si concentravano come lo strato finale. In quest'area, c'erano gas che erano così leggeri che sfuggono alla forza di gravità del pianeta in formazione.

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L'atmosfera terrestre

Si ritiene che l'atmosfera attraversa tre fasi di base in questa evoluzione, che coprono l'atmosfera primitiva, la scuola secondaria e l'atmosfera biotica.

Atmosfera primordiale

Si stima che il pianeta abbia formato la sua prima atmosfera 4.450 milioni di anni, dopo l'impatto che il pezzo formato dalla luna. Da lì la differenziazione planetaria si è verificata in nucleo, mantello, corteccia e atmosfera.

L'atmosfera era ancora molto instabile a causa della perdita di gas leggeri nello spazio durante il processo di raffreddamento terrestre. Questi gas leggeri come neon, argon e altri erano persi in grandi proporzioni perché erano molto leggeri.

In questa fase i gas dominanti erano quelli della nebulosa solare, di natura riducente come l'idrogeno (H₂). Come altri dall'attività vulcanica come l'anidride carbonica (CO_₂), azoto (n₂) e vapore acqueo (H_₂O), quindi questa atmosfera stava fortemente riducendo.

Atmosfera secondaria

In un periodo da 100 a 500 milioni di anni l'atmosfera evoluto ha fatto una condizione di riduzione debole, ne fa circa 4.000 milioni di anni. Questo è stato tra le altre cose del bombardamento tardivo così chiamato, in cui hanno colpito gli asteroidi del pianeta ricchi di carbonio e acqua.

Illustrazione di bombardamento precoce. Fonte: Timwether/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)

È dimostrato che meteoriti e comete contengono un alto contenuto di acqua, CO_₂, metano (ch₄) e ammoniaca (NH3). D'altra parte, l'attività vulcanica ha espulso grandi quantità di CO_₂ e n₂.

In questo periodo, appare già l'incidenza della vita sull'atmosfera, con l'attività dei protobatteri metanogenici circa 4.000 anni. Questi organismi hanno consumato CO₂ e ha prodotto CH4, quindi il primo è stato ridotto e il secondo di questi gas è aumentato.

Atmosfera biotica o attuale

La terra oggi. Fonte: Apollo 17

Si stima che non più di 3 fa.100 milioni di anni hanno iniziato a formare l'atmosfera biotica ossidante. Ciò è dovuto alla comparsa dei primi organismi fotosintizzanti, ovvero in grado di produrre energia chimica (cibo) dall'energia solare.

Inizialmente erano cianobatteri, che durante l'esecuzione del loro processo di fotosintesi prodotta come uno spreco di ossigeno. Ciò stava incorporando grandi quantità di ossigeno nell'atmosfera, causando un cambiamento qualitativo circa 2 fa.400 milioni di anni noto come grande evento ossidativo.

A sua volta, l'aumento dell'ossigeno ha causato la diminuzione del metano a causa della ricombinazione fotochimica. Allo stesso modo, le radiazioni ultraviolette hanno causato la dissociazione del OR₂, formare ossigeno atomico (O), che combinata con ossigeno molecolare (o₂) Forming Ozone (O3).

Pertanto, è stato generato uno strato di ozono nell'Estrosfera, oltre a n₂ Espulsi i vulcani che sono diventati il ​​gas dominante, perché è poco reattivo e non si forma facilmente, quindi si è accumulato nell'atmosfera.

Riferimenti

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