Locos por la Geología

Este post es continuación del de la semana pasada, de modo que deberían empezar por leerlo antes de internarse en el de hoy. En él respondí las siguientes preguntas:

¿Qué es la atmósfera y qué espacio ocupa?

¿Qué funciones cumple?

Desde allí retomamos hoy nuestra conversación, respondiendo a las preguntas faltantes:

¿Cuál es su composición actual?

Lo primero a tener en cuenta es que el aire es una simple mezcla mecánica que no implica reacción química entre sus componentes individuales, de allí que puedan separarse y volverse a mezclar en función de condiciones físicas.

Por otra parte, la relación cuantitativa entre los diversos componentes del aire no es constante a lo largo de todo el espesor atmosférico, y varía también a lo largo del tiempo, por lo cual, lo que anotaremos a continuación no será sino un promedio bastante representativo para cada zona de la atmósfera.

En las zonas inferiores, en contacto con la superficie terrestre, el aire está compuesto esencialmente por dos elementos: un 78,09% de nitrógeno y 20,94% de oxígeno.

Eso deja menos de 1% para componentes menores, como vapor de agua, polvo, carga biológica, CO2 y gases raros. Por supuesto, localmente puede haber cambios sustanciales en las proporciones por la presencia de contaminantes a veces en cantidades alarmantes, sobre todo si el contenido es rico en CO, altamente tóxico.

A medida que se asciende en la atmósfera la cantidad de oxígeno- a partir de los 10 km- comienza a disminuir hasta desaparecer hacia los 100 km. Su espacio es ocupado por un aumento de nitrógeno, pero luego desaparece rápidamente más o menos a los 40 km de altura. Es a partir de los 60 km que se registra un aumento notable de hidrógeno que llega a ser predominante a los 120 km, con helio como acompañante.

Algunos autores denominan homósfera a la porción atmosférica por debajo de los 80 km, por ostentar una composición relativamente constante. Debido a que los cambios se aceleran desde allí hacia arriba, llaman en cambio a esa parte, heterósfera. Y asumen también una zona transicional llamada homopausa, entre los 60 y 80 km.

La composición mencionada por supuesto es muy dinámica, ya que hay intercambios permanentes, que no alcanzan a modificar las relaciones salvo en ocasiones particulares, que menciono más abajo.

Puede considerarse como el intercambio más constante el que se produce en la respiración de los seres vivos, que toman oxígeno y devuelven CO2, siendo la fotosíntesis de las plantas verdes la que repone a través del intercambio inverso, el equilibrio composicional del aire.

Entre las condiciones que temporal y localmente generan cambios muy notables en la composición atmosférica, debemos considerar las emisiones volcánicas y postvolcánicas, las concentraciones fabriles y urbanas con liberación de gases de combustión, los incendios, y las eventuales explosiones artificiales entre otras circunstancias de menor impacto

¿Fue esa composición diferente en el pasado?

Sin duda alguna, la composición original de la atmósfera distaba mucho de la actual, y sólo su evolución hacia el estado presente permitió la eclosión de la vida terrestre.

Según las especulaciones (abundantes) y algunas pruebas (más escasas) la historia de la atmósfera habría comenzado con el nacimiento mismo de la Tierra, hace (según las últimas aproximaciones) alrededor de 4.600 millones de años.

Se asume que durante los primeros 500 millones de su historia, la atmósfera contenía vapor y gases expelidos durante la agitada formación del planeta en ciernes. Dichos gases podrían haber sido hidrógeno (H2) vapor de agua, metano (CH4), helio (He) y óxidos de carbono. A esa mezcla se la llama «atmósfera primigenia o primordial».

Esa atmósfera original, no obstante, se perdía casi tan rápidamente como se iba generando, porque tanto la temperatura como la gravedad de esa Tierra diferían de las que caracterizan actualmente al planeta. La suma de una temperatura mayor y una aceleración de la gravedad menor facilitaban el desprendimiento de los gases livianos como el hidrógeno y el helio, que escapaban al espacio barridos por el viento solar. Ni siquiera en las condiciones actuales del planeta, pueden conservarse en torno a ella cantidades importantes de gases como el helio y el hidrógeno,

Reconocida esta situación, los gases que se iban liberando en los procesos de formación de la propia corteza, fueron cambiando la composición de la envoltura gaseosa, que hace unos 4 mil millones de años, estaba mayormente constituida por dióxido de carbono (CO 2 ), monóxido de carbono (CO), moléculas de agua (H 2 O), nitrógeno (N 2 ) e hidrógeno
(H).

Con esa composición, y la temperatura de la Tierra ya por debajo de los 100°C, tuvo lugar la formación de la hidrósfera, de resultas de la condensación de vapor de agua, presente en grandes masas de agua, en las cuales, a su vez, comenzaron a disolverse el dióxido de carbono y otros gases, dando lugar a una atmósfera de carácter reductor, sin oxígeno libre y con abundancia de metano y amoníaco. Les recuerdo que sobre esta composición es que se realizó el experimento de Miller del que ya les hablé, y es la que habría dado lugar a las formas orgánicas más primitivas.

No obstante, faltaba aún para que hubiera en la atmósfera el oxígeno libre que hoy nos es indispensable. Sólo alrededor de 2.500 Ma atrás, habrían aparecido en el mar los primeros organismos unicelulares anaeróbicos, y todavía más tarde, hace unos mil millones de años, algunos de esos organismos, llamados algas azules empezaron a usar energía del Sol para dividir moléculas de agua (H 2 O) y dióxido de carbono (CO 2 ), desde las cuales obtuvieron compuestos orgánicos por un lado y oxígeno libre por el otro.

Ya la composición de la atmósfera se va aproximando a la actual, y va creando las condiciones para la eclosión de la vida que se produciría hace unos 600 millones de años, cuando la vida marina, a través de otros intercambios había llegado a formar niveles de ozono suficientes para absorber en parte la luz ultravioleta. Eso fue lo que habilitó la aparición de organismos sobre los continentes. Los intercambios vitales de esos organismos terminaron de modelar la composición actual de la atmósfera.

Hasta aquí llegamos hoy. el próximo lunes veremos:

¿Cómo se divide la atmósfera?

¿Qué puede agregarse?

Si este post les ha gustado como para llevarlo a su blog, o a la red social, por favor, mencionen la fuente porque esta página está registrada con IBSN 04-10-1952-01.

Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Este video alude a la génesis del Litio y vale la pena verlo.

Pasen un buen fin de semana, nos vemos el lunes. Graciela

Hoy vamos a comenzar a completar un poco más un tema que presenté hace mucho tiempo: la composición de la Tierra. En efecto, no sólo constituyen el planeta las geosferas internas y superficiales, sino también las que la circundan (como la atmósfera de que hablaremos hoy) y las que ocupan lugares incluidos en partes de las mencionadas, como son la biosfera y la hidrósfera (de la que ya hemos hablado bastante).

¿Qué es la atmósfera y qué espacio ocupa?

Se define como atmósfera a la envoltura gaseosa continua que rodea a la Tierra. Es retenida en torno al planeta, por la atracción gravitacional ejercida por él. Por esa razón acompaña los movimientos de rotación y traslación de la Tierra.

La atmósfera se asienta sobre continentes y mares, pero su límite superior no es muy claro, aunque respondería al límite de la atracción de la gravedad, que de manera teórica se encontraría entre unos 300 y 450 km de altura. Más allá de esa zona, ya los gases no resultan retenidos y comenzaría un espacio exterior relativamente vacío. Hay autores que consideran, en cambio que el límite debería considerarse mucho más allá, a una altura próxima a los 1.000 km, donde se hace apreciable el viento solar, que asumen no ya como un evento atmosférico sino correspondiente al espacio que excede al planeta.

Siendo la atracción gravitacional mayor en los polos, debido al propio achatamiento de la Tierra, el espesor de la atmósfera responde a una configuración similar, por lo cual tiene en el ecuador también un abultamiento como el planeta mismo. Y se estima el peso total de la atmósfera en unos 5,9 x10¹⁵ toneladas.

¿Qué funciones cumple?

Las funciones que cumple la atmósfera son resultado directo de sus características y de las propiedades del aire que la compone. (El aire es la mezcla de diversos gases, punto que analizaremos más abajo). Se mencionan como las más destacadas, las siguientes peculiaridades:

• Radiación difusa: es la capacidad de dispersar la luz en todas las direcciones del espacio. Efectivamente, a lo largo de las horas diurnas, no sólo están iluminadas las zonas a donde llegan en forma directa los rayos solares, sino también todo el espacio circundante. Lo entendemos mejor si pensamos en una habitación cerrada, a donde no entran los rayos de sol, y que sin embargo está casi tan clara como el propio espacio abierto que se ve desde la ventana. Es decir que el aire resulta permeable a la luz y ella se transmite por él llevando esa claridad en todas direcciones.
• Transmisión del sonido: también las ondas sonoras se propagan por el aire atmosférico, permitiéndonos escuchar sonidos próximos o distantes. Al ascender en la atmósfera, por ser el aire cada vez menos denso, la transmisión sonora se dificulta, hasta alcanzar lo que se conoce como «zona anacúsica», situada a unos 160 km de altura, donde las comunicaciones sonoras ya no son posibles.
• Solubilidad del aire: es una capacidad de vital importancia ya que si bien los diversos componentes gaseosos de la atmósfera no se disuelven con la misma facilidad, el hecho de que puedan hacerlo, ingresando en el agua de los espejos superficiales permite la vida que depende de la presencia de oxígeno. Si éste no fuera soluble en el agua las condiciones para la vida marina tal como la conocemos, no estarían dadas.
• Baja conductividad eléctrica: en las proximidades de la superficie terrestre el aire actúa casi como un aislante eléctrico, pero su conductividad aumenta con la altura, lo cual explica las descargas en las tormentas.

Esto en cuanto al aire como sustancia, ahora veremos las funciones de la atmósfera como cuerpo o geósfera del planeta:

• Es el ámbito en que tienen lugar los fenómenos meteorológicos, de suma importancia en el modelado terrestre, a través de fenómenos como la erosión, la meteorización y la pedogénesis.
• Permite, por la constitución del aire de que está compuesta, la respiración de la mayor parte de los organismos vivos que pueblan el planeta.
• Es una protección eficaz contra el ingreso de materia desde el espacio exterior, ya que la mayor parte de los cuerpos, por ejemplo los meteoritos, que impactan el planeta se desintegran en la envoltura externa.
• Actúa regulando el balance térmico filtrando ciertos componentes de la radiación solar, muy específicamente a través de su capa de ozono.
• Es modeladora del clima, ya que en ella tienen lugar los movimientos que componen la precisamente denominada circulación atmosférica.

Por hoy sólo llegaremos hasta aquí, para retomar el hilo de la charla el lunes, abocándonos a responder las siguientes preguntas:

¿Cuál es su composición actual?

¿Fue esa composición diferente en el pasado?

Y dado lo extenso del tema, habrá una tercera parte el lunes siguiente, en que responderé a las preguntas siguientes.

¿Cómo se divide la atmósfera?

¿Qué puede agregarse?

Si este post les ha gustado como para llevarlo a su blog, o a la red social, por favor, mencionen la fuente porque esta página está registrada con IBSN 04-10-1952-01.

Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela. P.S.: La imagen que ilustra el post

Les dejo un link a un post de Facebook que me parece muy adecuado para el Día del Geólogo. Helo aquí.