{"id":4083,"date":"2010-06-24T10:59:30","date_gmt":"2010-06-24T08:59:30","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=4083"},"modified":"2010-06-24T12:27:20","modified_gmt":"2010-06-24T10:27:20","slug":"la-atmosfera-de-la-tierra-es-la-vida","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2010\/06\/24\/la-atmosfera-de-la-tierra-es-la-vida\/","title":{"rendered":"La atmosfera de la Tierra es la vida"},"content":{"rendered":"

La atm\u00f3sfera de la Tierra = a la vida<\/strong><\/p>\n

La atm\u00f3sfera terrestre (troposfera y estratosfera) es tan delgada que, dibujando el planeta con un di\u00e1metro de 10 cm, tendr\u00eda un espesor de unos 0\u20194 mil\u00edmetros, equivalente al grosor de una l\u00ednea de l\u00e1piz. Sin embargo, esta delgada capa gaseosa posee una importancia cr\u00edtica para mantener el balance energ\u00e9tico de la Tierra.<\/p>\n

El planeta es adecuado para el desarrollo de la vida debido a que su atm\u00f3sfera el llamativamente diferente de la de sus vecinos m\u00e1s pr\u00f3ximos. La atm\u00f3sfera de Venus est\u00e1 compuesta en un 96 por ciento de CO2<\/sub>, con un 3\u20195 por ciento de nitr\u00f3geno y trazas de gases nobles. La atm\u00f3sfera de Marte contiene un 95\u20193 por ciento de CO2<\/sub>, un 2\u20197 por ciento de nitr\u00f3geno, 1\u20196 por ciento de arg\u00f3n y tambi\u00e9n trazas de agua y O3<\/sub>. Una atm\u00f3sfera parecida a la terrestre determinar\u00eda que en la superficie marciana la temperatura ser\u00eda superior a los 200\u00ba C y la presi\u00f3n de unos pocos MPa. En tales condiciones no podr\u00eda existir vida compleja basada en el carbono con tejidos h\u00famedos.<\/p>\n

Hay pocas dudas de que la primera atm\u00f3sfera de la Tierra contuviera abundante CO2<\/sub>, pero no est\u00e1 claro si su posterior desaparici\u00f3n se debi\u00f3 exclusivamente a procesos geoqu\u00edmicos inorg\u00e1nicos (sobre todo a la p\u00e9rdida de \u00e1cido carb\u00f3nico), o si los primeros organismos fueron importantes en la posterior conversi\u00f3n de CO2<\/sub> en sedimentos de CaCO3<\/sub>. Parece claro, por el contrario, que la fotos\u00edntesis llevada a cabo inicialmente por bacterias fue la responsable de la transformaci\u00f3n de la atm\u00f3sfera sin ox\u00edgeno en el Arcaico.<\/p>\n

El aumento de ox\u00edgeno comenz\u00f3 a acelerarse hace unos 2.100 millones de a\u00f1os y el actual nivel del 20 por ciento se alcanz\u00f3 hace unos 300 millones de a\u00f1os. El aumento del ox\u00edgeno troposf\u00e9rico permiti\u00f3 la formaci\u00f3n de ozono estratosf\u00e9rico, que protegi\u00f3 la biosfera de la energ\u00e9tica radiaci\u00f3n UV de longitudes de onda inferiores a 295 nm. Sin esta protecci\u00f3n no hubiera sido posible la evoluci\u00f3n de plantas y animales m\u00e1s complejos, ya que si la radiaci\u00f3n UV de frecuencias menores ya mata los g\u00e9rmenes y quema la piel, la de frecuencias altas es letal para la mayor\u00eda de los organismos.<\/p>\n

<\/p>\n

Las actividades humanas pueden modificar poco las proporciones de los constituyentes atmosf\u00e9ricos. La cantidad de nitr\u00f3geno que se utiliza para sintetizar amoniaco representa una fracci\u00f3n despreciable de las enormes reservas troposf\u00e9ricas y la desnitrificaci\u00f3n finalmente recicle todo el gas. Incluso el consumo de todas las reservas conocidas de combustibles f\u00f3siles (un hecho imposible debido a los costos prohibitivos de la extracci\u00f3n de algunas de estas fuentes de energ\u00eda, sumergidas en las fosas abisales a miles de kil\u00f3metros de profundidad) reducir\u00eda la concentraci\u00f3n de O2<\/sub> en menos de un 2 por ciento.<\/p>\n

Las emisiones locales y regionales de aire contaminado contienen muchos gases, pero los riesgos de un cambio clim\u00e1tico global s\u00f3lo pueden venir de mayores emisiones de compuestos en trazas. Algunos de esos gases (sobre todo CO2<\/sub>, N2<\/sub>O y CH4<\/sub>), as\u00ed como el vapor de agua, absorben fuertemente la radiaci\u00f3n en el espectro IR. Consecuentemente, la radiaci\u00f3n IR emitida por la superficie de la Tierra tiene longitudes de onda comprendidas en distintas ventanas intercaladas entre bandas de absorci\u00f3n.<\/p>\n

Las bandas de absorci\u00f3n m\u00e1s importantes del vapor de agua est\u00e1n comprendidas entre 2\u20195 y 3 \u03bcm y entre 5 y 7 \u03bcm, mientras que el CO2<\/sub> tiene dos picos estrechos en 2\u20195 y 4 \u03bcm, y una banda m\u00e1s ancha cerca de los 15 \u03bcm. Como la radiaci\u00f3n terrestre est\u00e1 completamente incluida en el espectro IR, esta absorci\u00f3n tiene un gran efecto en el balance de la radiaci\u00f3n de la Tierra.<\/p>\n

Para mantener la biosfera habitable hacen falta solamente concentraciones muy peque\u00f1as de gases de \u201cefecto invernadero\u201d. El CO2<\/sub> representa actualmente s\u00f3lo unos 360 ppm*<\/a> (menos del 0\u201904%) de la atm\u00f3sfera terrestre, y los dem\u00e1s gases en traza miden en ppb o ppt. Esta composici\u00f3n hace que la temperatura media en la superficie del planeta sea de unos 16\u00ba C, la cual, combinada con una presi\u00f3n superficial de 101 KPa, asegura que el agua permanezca l\u00edquida y que sea posible la fotos\u00edntesis y el metabolismo heter\u00f3trofo. Hay que procurar (hablando coloquialmente) que Gaia no se enfade, ya que el aumento de las concentraciones de gases en traza elevar\u00eda gradualmente la temperatura media de la troposfera.<\/p>\n

La conversi\u00f3n de bosques y praderas en campos de cultivo y la utilizaci\u00f3n de combustibles s\u00f3lidos han hecho aumentar las emisiones de CO2<\/sub>, mientras que el creciente uso de fertilizantes nitrogenados, la cada vez m\u00e1s numerosa caba\u00f1a vacuna y el aumento del cultivo de arroz emiten cantidades adicionales de N2<\/sub>O y CH4<\/sub>. Los fluorforocarbonados, adem\u00e1s de sus destructivos efectos sobre el ozono troposf\u00e9rico, son gases con efecto invernadero muy potentes. Debido a la acci\u00f3n combinada de los gases invernaderos antropog\u00e9nicos, el flujo medio de calor absorbido ha aumentado en 2\u20195 W\/m2<\/sup> en grandes \u00e1reas del hemisferio norte, pero no estamos seguros de hasta d\u00f3nde llegar\u00e1 esta tendencia ni de su velocidad. Lo mejor ser\u00eda no confiarse; mi padre, hombre no cultivado, dec\u00eda a menudo que \u201cm\u00e1s vale un por si acaso que un yo cre\u00ed\u201d.<\/p>\n

La atm\u00f3sfera tambi\u00e9n interviene en el balance energ\u00e9tico del planeta redistribuyendo el calor sensible*<\/a> y el calor latente del agua con los vientos y las lluvias, y de una manera completamente diferente pero m\u00e1s espectacular, con los rayos. La mayor\u00eda de esas descargas de elevad\u00edsima concentraci\u00f3n de energ\u00eda se originan en los cumulonimbos, y tienen una enorme potencia (duplicar el tama\u00f1o de la nube implica aumentar la potencia del rayo treinta veces). Un rayo normal descarga entre 20 y 50 MJ, la mayor parte de esa energ\u00eda en 10 \u03bcs, produciendo la impresionante potencia de 1-10 GW. La luz visible emitida representa solamente el 0\u20192-2% de la energ\u00eda disipada, invirti\u00e9ndose el resto en calentar la atm\u00f3sfera a su alrededor y en la energ\u00eda ac\u00fastica del trueno. La observaci\u00f3n de sat\u00e9lites indica que por t\u00e9rmino medio se producen unos cien mil rel\u00e1mpagos por segundo.<\/p>\n

Sabemos que la atm\u00f3sfera es la envoltura gaseosa que rodea a un cuerpo astron\u00f3mico. Varios planetas (incluyendo la Tierra) poseen atm\u00f3sferas considerables debido a su intensa gravedad. Los movimientos de los gases en las atm\u00f3sferas planetarias en respuesta al calentamiento, junto con las fuerzas rotacionales, generan sistemas meteorol\u00f3gicos. Los sat\u00e9lites planetarios Tit\u00e1n y Trit\u00f3n tambi\u00e9n poseen atm\u00f3sferas.<\/p>\n

Creo que la atm\u00f3sfera es quiz\u00e1 el t\u00e9rmino m\u00e1s vago para identificar una parte de un cuerpo celeste. Est\u00e1 referido a su envoltura superficial, generalmente de un planeta o estrella. Parece f\u00e1cil decirlo, pero los gases no son como un l\u00edquido o un trozo de roca, en los que puede determinarse exactamente d\u00f3nde est\u00e1 la superficie que los separa del entorno circundante de una manera precisa. Es imposible indicar el nivel exacto donde acaba la atm\u00f3sfera y comienza el plasma<\/a> interplanetario. De hecho, los gases apenas est\u00e1n sometidos a la fuerza de la gravedad; se \u201cesfuman\u201d hacia el espacio y abandonan continuamente el cuerpo celeste. En el caso de la Tierra, por estar cerca del Sol, determinar d\u00f3nde termina la atm\u00f3sfera terrestre y d\u00f3nde empieza la solar es un problema al que s\u00f3lo puede responderse te\u00f3ricamente, que dicho sea de paso, permite licencias literarias que proh\u00edben las matem\u00e1ticas.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Componentes de la atm\u00f3sfera en los estratos bajos<\/strong><\/p>\n

(\u00edndices casi constantes) <\/strong><\/td>\n<\/tr>\n

Nitr\u00f3geno molecular<\/td>\n780\u201984<\/td>\n<\/tr>\n
Ox\u00edgeno molecular<\/td>\n209\u201946<\/td>\n<\/tr>\n
Anh\u00eddrido carb\u00f3nico<\/td>\n430<\/td>\n<\/tr>\n
Arg\u00f3n<\/td>\n9\u201934<\/td>\n<\/tr>\n
Ne\u00f3n<\/td>\n0\u20190018<\/td>\n<\/tr>\n
Helio<\/td>\n0\u20190005<\/td>\n<\/tr>\n
Cript\u00f3n<\/td>\n0\u2019000114<\/td>\n<\/tr>\n
Xen\u00f3n<\/td>\n0\u2019000009<\/td>\n<\/tr>\n
Hidr\u00f3geno molecular<\/td>\n0\u201900005<\/td>\n<\/tr>\n
Metano<\/td>\n0\u201900017<\/td>\n<\/tr>\n
Vapor de agua<\/td>\n0 \u2013 4<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Componentes de la atm\u00f3sfera en los estratos bajos<\/strong>(cantidades variables; aire seco)<\/td>\n<\/tr>\n
Compuesto<\/strong><\/td>\nOrigen<\/strong><\/td>\nCantidad<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Ozono<\/td>\nRadiaci\u00f3n ultravioleta<\/td>\n0 \u2013 0\u201950 ppm<\/td>\n<\/tr>\n
Anh\u00eddrido sulfuroso<\/td>\nIndustrias y volcanes<\/td>\n0 \u2013 1 ppm<\/td>\n<\/tr>\n
Di\u00f3xido de nitr\u00f3geno<\/td>\nIndustria<\/td>\n0 \u2013 0\u201902 ppm<\/td>\n<\/tr>\n
Nitr\u00f3geno molecular<\/td>\nIndustria<\/td>\n104<\/sup> g\/m3<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n
Cloruro s\u00f3dico<\/td>\nMar<\/td>\n104<\/sup> g\/m3<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n
Amoniaco<\/td>\nIndustria<\/td>\nTrazas<\/td>\n<\/tr>\n
\u00d3xido de carbono<\/td>\nIndustria<\/td>\nTrazas<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Resumiendo<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Nitr\u00f3geno<\/td>\n78%<\/td>\n<\/tr>\n
Ox\u00edgeno<\/td>\n20%<\/td>\n<\/tr>\n
Arg\u00f3n<\/td>\n0\u201994%<\/td>\n<\/tr>\n
CO2<\/sub><\/td>\n0\u2019046%<\/td>\n<\/tr>\n
Otros<\/td>\n\u2248 1%<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Podr\u00edamos hablar aqu\u00ed de:<\/p>\n