Atmósfera

La atmósfera es la envoltura gaseosa que envuelve a la Tierra. Otros planetas también cuentan con atmósfera, si bien la terrestre se diferencia en varios aspectos esenciales. El primero de ellos es su composición.

La atmósfera terrestre está formada mayoritariamente por nitrógeno, gas que representa el 78% del total. El segundo gas más abundante, con el 21%, es el oxígeno, crucial para que haya logrado desarrollarse la vida en el planeta. Además de estos dos componentes, también figuran, en cantidad mucho menor, los gases nobles, el hidrógeno y el dióxido de carbono. La atmósfera incluye también una significativa cantidad de agua, casi toda en forma de vapor. En otros planetas la atmósfera apenas tiene oxígeno, y está formada principalmente por dióxido de carbono, hidrógeno o incluso metano.

El espesor de la atmósfera terrestre se estima en 500 km, aunque su límite superior no se encuentra bien definido. A alturas mucho mayores, de hasta 2.000 km, todavía pueden hallarse rastros de atmósfera, aunque muy tenues.

La atmósfera cumple una serie de funciones de gran relevancia para la vida en el planeta. Controla la cantidad del calor procedente del Sol que llega a la superficie de la Tierra e impide que las temperaturas sean demasiado altas y que se produzcan cambios térmicos repentinos. También filtra ciertos tipos de radiación solar perjudiciales para los organismos vivos y actúa de barrera contra los meteoritos.

Además, su composición, en la que destaca la importante presencia de oxígeno, permite la respiración de los animales y del ser humano y que los vegetales efectúen el proceso de fotosíntesis. La atmósfera desempeña también un papel crucial en el ciclo del agua y es el lugar donde se producen los fenómenos meteorológicos.

Origen y evolución

La atmósfera terrestre no ha sido siempre como la que existe hoy en día. Ha experimentado una lenta evolución desde que comenzó a formarse hace unos 4.600 millones de años, al mismo tiempo que la Tierra.

Los primeros componentes de la atmósfera procedían del propio planeta. Conforme se solidificaba la corteza superficial de la Tierra, una capa de gases ligeros se fue concentrando sobre ella. Las erupciones volcánicas eran frecuentes y aportaban enormes cantidades de gases. Contribuyeron a esta atmósfera primitiva con vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) y, en menor proporción, nitrógeno (N2).

Por efecto de la radiación solar, el vapor de agua se descompuso en sus dos componentes, hidrógeno y oxígeno. El primero de ellos, muy ligero, no pudo ser retenido por la atracción terrestre y escapó de la atmósfera. Por su parte, el oxígeno volvió a asociarse con otros componentes atmosféricos. Esta primera atmósfera era hasta cuarenta veces más densa que la actual, y también mucho más caliente, con temperaturas en la superficie del planeta que rondaban los 100 °C.

Hace unos 3.800 millones de años, la actividad volcánica disminuyó y la Tierra comenzó a enfriarse. El descenso de la temperatura provocó que el vapor de agua presente en la atmósfera se condensara. Se formaron nubes y comenzó a llover sobre todo el planeta. Como resultado, surgieron ríos, lagos y océanos. La presencia de agua propició la aparición de vida, lo que contribuyó, a su vez, a la evolución de la atmósfera.

En primer lugar las algas, y a continuación el resto de las plantas que fueron surgiendo, comenzaron a emplear la luz solar, el agua y el dióxido de carbono para alimentarse. A modo de desecho liberaban grandes cantidades de oxígeno, gas que de este modo llegó a convertirse en el segundo componente más abundante de la atmósfera. Este proceso, denominado fotosíntesis, es el responsable de que la atmósfera de la Tierra tenga las propiedades y características discernibles en el presente.

Las capas de la atmósfera

La atmósfera se encuentra dividida en capas, con composiciones y características diferentes. Debido al efecto de la gravedad terrestre, la mayor parte de los componentes atmosféricos se hallan situados en las capas inferiores, de forma que la densidad de la atmósfera disminuye a medida que crece la altura. En sentido ascendente, las capas que integran la atmósfera son la troposfera, la estratosfera, la mesosfera y la ionosfera.

Capas de la atmósfera.

La troposfera es la capa atmosférica que se encuentra en contacto con la superficie de la Tierra, en la que tiene lugar la actividad humana. Su espesor varía desde 17 km en los trópicos a 8 km en los polos. En términos generales, el espesor medio es de 14 km, lo que hace que la troposfera sea la capa más fina de todas las que integran la atmósfera.

La estratosfera es la capa situada por encima de la troposfera. Su espesor es de unos 30 km. Al contrario de lo que ocurre en la troposfera, en la estratosfera la temperatura aumenta a medida que crece la altura, variando desde los −70 °C en la tropopausa hasta los 17 °C en la estratopausa.

La tercera de las grandes capas de la atmósfera, llamada mesosfera, cuenta con unos 40 km de espesor y se halla situada a continuación de la estratosfera. Su límite inferior es, por tanto, la zona superior de ésta: la estratopausa. Su límite superior recibe el nombre de mesopausa.

La mesosfera no posee humedad y tampoco ozono. En esta capa, la temperatura vuelve a disminuir a medida que crece la altura. Varía desde 0 °C en su base hasta −123 °C en su parte más alta.

La ionosfera, también conocida como termosfera, es la capa más alta de la atmósfera. Su espesor oscila entre 500 y 1.000 km. El nombre de ionosfera responde al hecho de que los elementos químicos que la componen se encuentran ionizados, es decir, cargados eléctricamente. Gracias a tal particularidad, las ondas de radio pueden reflejarse en esta capa atmosférica. En la ionosfera la temperatura aumenta con la altura −llegando hasta los 1.500 °C−, por causa de la absorción por algunos de sus componentes de parte de la radiación solar.

Por encima de todas las capas anteriores se sitúa la exosfera, una zona tenue, de transición entre la atmósfera y el espacio exterior, cuyo límite superior no se encuentra bien definido. Los gases que componen la troposfera, la estratosfera y la mesosfera se encuentran mezclados de forma homogénea. Estas tres capas integran la parte de la atmósfera conocida como homosfera, que llega hasta una altura de 100 km. Por otro lado, la ionosfera y la exosfera forman la heterosfera, donde los gases están separados en función de su densidad y que comienza a partir de los 100 km de altura y alcanza hasta el límite atmosférico superior.