.................................................... L'atmosfera


Introducció
. Quan ens plantegem buscar vida en algun altre planeta o satèl·lit una de les característiques més importants és saber si té o no té atmosfera. El motiu és que si no hi ha atmosfera la temperatura de la seva superfície pot variar cents de graus entre el dia i la nit, com passa a la Lluna, i això és incompatible amb la vida. Per tant, és gràcies a l'atmosfera que el nostre planeta és un lloc habitable.

A vegades es diu que és gràcies a que l'atmosfera conté oxigen que hi ha éssers vius a la Terra, això és justament al contrari, és gràcies als éssers vius, concretament als cianobacteris que fa 3500 milions d'anys van començar a realitzar la fotosíntesi, que hi ha oxigen a la nostra atmosfera.

Actualment estem posant en perill aquesta capa (escalfament del planeta, debilitament de la capa d'ozó, plugesàcides, etc.) i cal evitar-ho perquè estem posant en perill la supervivència de les futures generacions. La Terra i moltes formes de vida terrestre podrien seguir existint amb una altre atmosfera molt diferent però nosaltres no. A continuació trobaràs molta informació sobre aquesta capa.


Activitats a realitzar. Llegeix les explicacions sobre la composició i les capes de l'atmosfera
i realitza l'exercici "Identificar les capes de l'atmosfera 7". Després llegeix el text sobre l'origen de l'atmosfera, la formació dels núvols i la dinàmica de l'atmosfera i realitza els exercicis "Test de resposta múltiple 7" i "Mots encreuats 7".


1. L'atmosfera terrestre
. És la capa gasosa que recobreix el nostra planeta. Està formada per una barreja de gasos denominada aire. Segons la composició de l'aire es distingeixen les següents dues capes:

Homosfera. És la capa que presenta una composició constant de l'aire. Arriba fins els 80 km d'altura. La seva composició és:

      • 78,1% de Nitrogen (N2)
      • 20,9% d'Oxigen (O2)
      • 0,93% d'Argó (A)
      • 0,035% de Diòxid de carboni (CO2)
      • 0,035% de neó, heli i altres gasos

Heterosfera. És la capa que no presenta una composició constant de l'aire. Es troba sobre l'homosfera.

2. Els gasos de l'atmosfera i els problemes mediambientals

Nitrogen. És un gas que a temperatura ambient no reacciona amb altres substàncies pel que no pot ser aprofitat per les plantes ni els animals, només alguns pocs microorganismes ho poden captar. Evita que l'oxigen presenti una concentració excessiva per a la vida i que aquest afavoreixi massa els incendis.

Oxigen. És el gas que permet la respiració d'animals i plantes, és a dir és el gas que reacciona amb les molècules procedents dels aliments generant energia vital i CO2. A partir de l'oxigen (O2) es forma l'ozó (O3) que protegeix els organismes de les mutacions cancerígenes que provoquen els raigs ultraviolats. Alguns gasos com els clorofluorocarbonis (CFC) utilitzats en aerosols, frigorífics i condicionadors d'aire destrueixen l'ozó, per la qual cosa s'aprima la capa d'ozó. Aquest aprimament es coneix amb el nom "forat de la capa d'ozó".

Argó, neó i heli. Són gasos que no reaccionen amb altres substàncies (són gasos nobles) per la qual cosa no influeixen en la vida dels organismes.

Diòxid de carboni. És el gas que capten les plantes per a produir la matèria orgànica mitjançant la fotosíntesi. També és el que desprenen animals i plantes al respirar i el que es produeix en incendis i combustions. Aquest gas permet l'entrada de les radiacions solars però no la sortida de la calor que desprenen les roques i l'aigua escalfada. A causa de aquest fenomen, anomenat efecte hivernacle, l'augment del CO2 produït per la combustió del petroli i del carbó està provocant l'escalfament del planeta i s'està produint un canvi climàtic.


Substàncies contaminants. A més del CO2 i dels CFC l'activitat humana produeix altres substàncies que contaminen l'atmosfera. Les principals són:

      • Òxids de sofre (originats en la combustió del carbó) i els òxids de nitrogen (originat en els motors dièsel) que juntament amb el vapor d'aigua donen lloc a substàncies àcides que cauen amb la pluja, l'anomenada pluja àcida, que acidifica el sòl i mata a les plantes.
      • Carbonet de la combustió i la pols de les pedreres que provoquen malalties de les vies respiratòries i al·lèrgies.
      • Dioxines. Substàncies produïdes en la incineració d'escombraries que afavoreixen l'aparició de càncers.
3. Estructura de l'atmosfera. A l'atmosfera es poden diferenciar cinc capes en funció de la seva composició en gasos i de la seva temperatura. Es recomana estudiar-les començant per la capa inferior, la troposfera, que és en la que vivim, i continuar en ordre ascendent.

5. Exosfera. És la capa més externa de l'atmosfera. Comença a partir dels 500 km d'alçada. Presenta poques molècules d'aire i molt separades, per la qual cosa és molt difícil saber on acaba (aproximadament deu arribar als 2000 km).

 

 

4. Termosfera o ionosfera. Comença als 80 km i arriba fins els 500 km. A mesura que s'ascendeix la temperatura passa d'uns -80 ºC a més de 1000 ºC, d'aquí el nom de termosfera. Conté partícules carregades d'electricitat (ions), d'aquí el nom d'ionosfera. Reflecteix les ones de ràdio i en ella es produeixen les aurores boreals que s'observen des de les zones polars.

 

 

 

 

 

3. Mesosfera. Comença als 50 km i arriba fins els 80 km. És una capa sense ozó ni vapor d'aigua. En ella els meteorits es posen incandescents i es produeixen les estels fugaços. La temperatura descendeix d'uns 80 ºC als 50 km fins -80 ºC als 80 km.

2. Estratosfera. Comença als 13 km i arriba fins els 50 km. En ella predominen els moviments horitzontals de l'aire, d'aquí el seu nom. Conté la capa d'ozó que absorbeix les radiacions UV, reacció que desprèn energia, la qual cosa fa augmentar la temperatura d'uns -60 ºC als 13 km fins quasi els 80 ºC als 50 km.

1. Troposfera. Arriba fins els 13 km. Conté el 80% dels gasos i gairebé tot el vapor d'aigua. En ella cada 100 m més d'alçada la temperatura descendeix 0,65 ºC arribant a -60 ºC als 13 km. Predominen els moviments verticals d'aire, com les anomenades corrents de convecció. En ella es produeixen les precipitacions (pluges i nevades).

Identificar les capes de l'atmosfera

4. Origen de l'atmosfera. Quan fa 4500 milions d'anys es va formar la Terra la seva atmosfera estava molt calenta i contenia nitrogen, diòxid de carboni, metà, amoníac i molt vapor d'aigua. Quan després es va refredar, es van produir immenses pluges i es van formar els oceans. Fa 2500 milions d'anys els cianobacteris, al fer la fotosíntesi amb desprendiment d'oxigen, van començar a enriquir l'atmosfera en oxigen i des de fa 2000 milions d'anys l'atmosfera ja es va semblar molt a l'actual.

5. La formació del núvols. Els núvols són masses formades per gotes microscòpiques d'aigua o per cristalls microscòpics de gel que es troben en suspensió a l'aire. Si les gotes s'uneixen i arriben a tenir la mida necessària per a caure, es produeix una precipitació d'aigua anomenada plugim, pluja o xàfec segons la seva intensitat. Si els que s'uneixen són els cristalls de gel, es produeix una precipitació de sòlids, com passa a les nevades (cauen masses esponjoses formades per cristalls microscòpics de gel, els anomenats "floquets de neu") i a les calamarses (cauen pedres de gel).

Els núvols es formen quan una massa d'aire humit, és a dir amb molt vapor d'aigua (gas), es refreda fins que es produeix la seva condensació en aigua (líquid) o en gel (sòlid). Això pot passar perquè aquest aire ascendeix fins a zones de l'atmosfera on la temperatura és més baixa, perquè entri en contacte amb el sòl que s'ha refredat per la nit, originant-se així l'anomenada rosada, o perquè arribi de fora una massa d'aire fred i es barregi amb ella. En el següent dibuix es pot observar el primer i el segon cas.

6. Dinàmica de l'atmosfera. El factor que determina els moviments de l'atmosfera terrestre és l'energia solar. Els raigs solars travessen l'aire sense pràcticament escalfar-lo, però sí escalfen el sòl i els mars. Són aquests els que desprenen el calor absorbit i els que escalfen l'aire que està en contacte amb ells. Quan l'aire s'escalfa es dilata, és a dir les seves molècules es separen. Això fa que tingui menor densitat, és a dir que en un mateix volum ara hi hagi menys molècules i, per tan, que aquest volum pesi menys. Per això aquest aire calent s'eleva sobre l'aire fred. Una altre característica de l'aire calent és que admet dintre d'ell molt més vapor d'aigua que l'aire fred. En resum, l'aire calent té tendència a pujar i, si està sobre una zona amb aigua, és molt humit. En canvi l'aire fred té tendència a baixar i no pot contenir massa humitat.

Quan una zona s'escalfa, l'aire calent s'eleva i el seu lloc és ocupat per l'aire més fred i dens d'una zona propera. A mesura que l'aire calent puja es refreda i tendeix a dirigir-se al lloc que abans ocupava l'aire fred. Aquestes corrents d'aire anomenades corrents de convecció formen un cicle tancat que s'anomena cèl·lula de convecció.

Un exemple de corrent de convecció es dóna en els llocs costaners. En ells de dia es produeix un vent que va del mar a la muntanya, degut a que la muntanya s'escalfa més ràpidament que el mar, l'aire que té a sobre s'escalfa i s'eleva i és substituït per aire fred provenint del mar (brisa marina). En canvi, per la nit es produeix un vent que va de la muntanya al mar (brisa terral), degut a que la muntanya es refreda més ràpidament que el mar, l'aire que té a sobre es refreda i es dirigeix al mar a ocupar el lloc de l'aire que hi ha sobre el mar, que com encara està calent puja cap a munt.


7. Borrasques i anticiclons
.
L'aire pesa i, per tan, exerceix una pressió sobre la superfície del planeta. S'anomena pressió atmosfèrica al pes per unitat de superfície que exerceix l'atmosfera. A les cèl·lules de convecció, les zones amb aire calent són zones de pressió atmosfèrica baixa ja que al ser l'aire calent poc dens (conté poques molècules per unitat de volum) exerceix poca pressió. En canvi, les zones amb aire fred són zones de pressió atmosfèrica alta ja que, al ser l'aire fred més dens (conté moltes molècules per unitat de volum) exerceix més pressió. Les zones de baixa pressió s'anomenen ciclons o borrasques i les zones d'alta pressió s'anomenen anticiclons.

Quan es comuniquen dues zones que estan a diferent pressió, l'aire es mou des de la zona on hi ha més pressió (anticiclons) cap a on hi ha menys pressió (borrasques). Això és el que origina els vents (masses d'aire en moviment). Com quan arriba aire de fora es poden produir precipitacions, les zones de borrasca son zones de temps inestable i, en canvi, les zones d'anticicló son zones de temps estable.

Les corrents de convecció no només s'estableixen a nivell de zones petites sinó també a nivell de tot el planeta. A la Terra es pot diferenciar la cèl·lula convectiva polar i la cèl·lula convectiva equatorial. Això explica la dinàmica global de l'atmosfera i moltes de les característiques dels diferents climes.


Mots encreuats 7

Test de resposta múltiple 7

Índex general de temes de Geologia