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La atmósfera: Composición y estructura

La Tierra se encuentra rodeada de una capa gaseosa llamada atmósfera. Ésta se fusiona a través de la gravedad con el resto del planeta. Los expertos constatan que el 97% de la masa atmosférica se encuentra retenida en los primeros 30 km debido a la atracción gravitatoria. Por esta razón los elementos se hallan concentrados y comprimidos cerca de la superficie, aunque éstos se van disipando a medida que van subiendo de altura.

La atmósfera

La atmósfera es prácticamente transparente a las radiaciones solares de onda corta, aunque sí puede absorber las de onda larga, que son las radiaciones terrestres. Por esta razón se calienta desde abajo.

Cuanto más se aleja del suelo más desciende la temperatura. Parte de la radiación que emite la Tierra la absorben los gases que hay en la atmósfera, con ello se evita que se escape todo el calor. Otros gases de efecto invernadero son los vapores de CO2 y de agua, los cuales también absorben las radiaciones infrarrojas. Esto favorece que la temperatura se eleve en la parte inferior de la troposfera.

Las tres capas de la atmósfera son la homosfera, la heterosfera y la troposfera.

Homosfera

La capa de la homosfera se desarrolla hasta los 80 km de altura aproximadamente. A lo largo del desarrollo va variando la densidad, aunque su composición se mantiene homogénea gracias a una serie de mezclas agitadas que no permiten la estratificación de los gases.

Heterosfera

La heterosfera es una capa que se encuentra sobre la homosfera. Ésta se extiende hasta el lugar en que concluye la atmósfera. En esta capa no dispone de las mezclas agitadas, con lo que los gases se van distribuyendo de forma estratificada dependiendo de la densidad de ésta. Según el gas predominante existen varias capas:

  •  Capa de nitrógeno (entre los 80-200 km).
  •  La capa de oxígeno atómico (entre los 200-1.100 km).
  •  Capa de helio (entre los 1.100-3.500 km).
  •  La capa de hidrógeno atómico (entre los 3.500 y 10.000 km).

Características de la atmósfera

Existe un límite entre la heterosfera y la homosfera, y ésta se llama homopausa.

Dentro de estas capas existen otras capas que se dividen según su temperatura:

Troposfera

Esta capa acaba en la tropopausa y es la capa inferior de la atmósfera. La altitud que tiene puede variar, 16 km en el ecuador y 9 km en los polos. En la troposfera está concentrada el 80% de la masa atmosférica, tanto la presión como la densidad van disminuyendo con el ascenso al igual que la temperatura.

Aquí es donde se producen el efecto invernadero, las precipitaciones, vientos, nubes, etcétera. También el lugar donde se concentran las partículas de polvo y los contaminantes provocando una capa sucia.

Estratosfera

La estratosfera empieza en la tropopausa y llega hasta la estratopausa, aproximadamente a unos 60 km de altura. En esta capa el viento vertical es más ligero y son casi inapreciables. Sin embargo, los horizontales tienen su importancia. Entre los 15 y 30 km de altitud se percibe la capa de ozono. Aquí la temperatura va en aumento hasta llegar a los 4°, ya que ésta absorbe los rayos ultravioletas.

Mesosfera

Esta capa se desarrolla hasta los 80 Km de altitud y llega hasta la mesopausa. La densidad del aire en esta zona es muy reducida y alcanza los -80°. Sin embargo, es suficiente para inflamar las partículas de polvo de los meteoritos que vienen del espacio, y eso es lo que provoca que se formen las estrellas fugaces.

Termosfera

También llamada ionosfera, esta capa asciende has los 600 km de altitud, en la termopausa. La temperatura aquí vuelve a aumentar alcanzando los 1.000°, puesto que aquí se concentran las radiaciones absorbidas por moléculas de oxígeno e hidrógeno.

Uno de los fenómenos increíbles son las auroras boreales y australes. Éstas se forman cuando las partículas el viento solar penetran en esta capa, haciendo que choquen con las moléculas soltando calor, y de ahí las auroras.

Exosfera

Ésta es la última capa de la atmósfera, su densidad es muy baja y parecida a la del espacio. El aire aquí es tan sumamente tenue que no puede absorber la luz del sol. Por esa razón el cielo aquí es tan oscuro.

Dependiendo del estado de ionización o eléctrico, se pueden apreciar otras dos capas, la neutrosfera y la ionosfera.

Neutrosfera

Ésta se encuentra en la zona inferior de la atmósfera, donde las partículas (átomos y moléculas) no se encuentran ionizadas, entre 0 y los 80 km de altitud, también llamada quimiosfera. La razón por la que están ionizadas es porque las radiaciones que penetran no disponen de la energía necesaria para poder hacerlo.

Ionosfera

Esta capa se ubica por encima de la capa anterior, aquí las partículas sí se encuentran ionizadas. Se desarrolla desde el km 80 hasta los 500 km de altitud, coincidiendo con la termosfera. En esa zona los rayos X y los gamma son absorbidos por las moléculas de nitrógeno y oxígeno, lo que generan los iones de carga positiva y liberando electrones.

Estos electrones van circulando por la capa ofreciéndole ciertas propiedades eléctricas. Este proceso genera un campo magnético que se entiende desde la ionosfera con carga positiva hasta la superficie de la Tierra con carga negativa. Esta es la capa donde algunas ondas de radios que se emiten desde la Tierra hacen posible la comunicación.

La Tierra ejerce como un imán enorme, su campo magnético genera una estructura conocida por magnetosfera. No tiene una forma definida puesto que el viento solar la va deformando. Este viento se compone de flujos de electrones y protones de mucha energía que proceden de la superficie solar. La radiación se golpea con la magnetosfera y seguido se dispersa hacia el espacio.

Dentro de esta estructura se encuentran dos cinturones con forma de meda luna y con ellos rodean prácticamente el total del planeta. Se llaman anillos de Van Allen, y proceden como escudos magnéticos para los elementos que no han desviadas y han conseguido entrar. El cinturón situado más al exterior se compone, en gran parte, de electrones, mientras que el otro se compone de protones.

Cuando la actividad solar se hace notoria, los elemento atrapados en esos anillos se dispersan penetrando en la parte superior de la atmósfera. Con este proceso se consigue las partículas se ionicen dando lugar a los fenómenos llamados auroras polares.

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