#UNIDADE 02. A ATMOSFERA

1. A ATMOSFERA

A atmosfera terrestre é a camada gasosa que envolve a Terra e se estende por centenas de quilômetros. Os limites inferiores da atmosfera são representados pela superfície da crosta terrestre e dos oceanos. No entanto, os limites superiores não são bem definidos devido às variações de altitude.

A ATMOSFERA PRIMITIVA X ATMOSFERA ATUAL

A atmosfera atual é muito diferente daquela que se formou com nosso planeta há 4,6 bilhões de anos. Nesta época, a Terra, não era nada mais do que uma bola de rocha derretida cercada por uma atmosfera de hidrogênio e hélio. Ao longo de bilhões de anos de evolução, a Terra se resfriou o suficiente para formar uma sólida crosta coberta com ativos vulcões. Esses vulcões expeliam uma grande quantidade de gases, como vapor de água, dióxido de carbono e amônia. Com o decorrer do tempo, a luz do Sol quebrou as moléculas de amônia liberadas pelos vulcões, tendo como consequência a formação de nitrogênio na atmosfera. 

Apesar dessa mudança química na composição gasosa da atmosfera, o que mais causou uma alteração radical na atmosfera terrestre, foi sem dúvida, a surgimento das cianobactérias, seres fotossintetizantes, capazes de utilizar a energia do Sol transformando em energia química, através da fotossíntese. Nesse processo, ocorre a utilização do gás carbônico (CO2) e a liberação do gás oxigênio (O2).

Em apenas algumas centenas de milhões de anos, esta bactéria mudou completamente a atmosfera da Terra, chegando a composição atual – uma mistura de 21% de oxigênio e 78% de nitrogênio. A atmosfera além do nitrogênio e do oxigênio apresenta ainda o gás carbônico (0,03%), gases nobres e o vapor de água, que exerce um importante papel na regulação da ação do Sol.

A atmosfera apresenta-se como uma barreira natural que desempenha o papel de um filtro protetor para diversos tipos de radiações vindas do espaço. Ela impede que a maior parte das radiações ultravioletas (UV) cheguem a superfície terrestre, o que poderia causar vários danos aos seres vivos em geral. Uma das principais consequências pelo excesso de raios ultravioletas seria o aumento de câncer de pele nos seres humanos. Outras radiações que a atmosfera filtra são parte das radiações infravermelhas (IV), irradiadas pela superfície terrestre de volta para o espaço. Este processo só se torna possível, graças a presença, embora muito pequena, de vapor de água, ozônio e gás carbônico, que absorvem a radiação infravermelha emitida pelo solo e, por esse fato, percebe-se que tais gases influenciam de forma direta no controle da temperatura média da Terra.

Este fenômeno é o responsavel pelo efeito estufa natural, importante na manutenção da vida terrestre, pois garante temperaturas desejáveis para uma grande diversidade de seres vivos. Outra importante função da atmosfera consiste na atuação como um escudo protetor contra a ação de milhares de meteoros que constantemente entram nessa massa gasosa. Esses corpos celeste são destruídos devido a ação da alta temperatura presente em algumas camadas, como também, pelo atrito provocado contra as partículas do ar.

Camadas da atmosfera

A atmosfera terrestre é constituída por cinco camadas que apresentam características diferentes dependendo da temperatura e da altitude. A temperatura da atmosfera varia entre camadas em diferentes altitudes sendo, portanto, um dos parâmetros de classificação das próprias camadas. Os contatos entre elas são áreas de descontinuidade e possuem o sufixo “pausa”, após o nome da camada subjacente. Assim, por exemplo, a tropopausa é a camada de transição entre a troposfera e a estratosfera. Desta maneira, podemos nomear as seguintes camadas da atmosfera em: 

Troposfera: é a primeira camada terrestre, de baixo para cima, e se estende da superfície da Terra até a base da estratosfera. Ela possui uma altitude média de 11km, e contém cerca de 90% de toda a massa atmosférica. É tida como a mais importante em termos biológicos, pois nela vivem todos os seres vivos da Terra. Na Troposfera, à medida que aumenta a altitude, diminui a temperatura, chegando a -60º C, já nos limites da camada seguinte. Esta camada também é considerada importante porque nela ocorrem os fenômenos meteorológicos, tais como: ventos, furações, ciclones, nevascas, nuvens e chuvas. Desta maneira podemos afirmar que todos estes fenômenos ocorrem exclusivamente nesta camada.

Estratosfera: se caracteriza pelos movimentos de ar no sentido horizontal e fica localizada entre 7 até 50km de altitude aproximadamente, sendo a segunda camada da atmosfera, compreendida entre a troposfera e a mesosfera. Sua temperatura aumenta à medida que aumenta a altura (de -50º C a 10º C). A estratosfera apresenta muita estabilidade, devido o ar ser muito rarefeito e como consequência disso, não ocorre os fenômenos meteorológicos que se observam na Troposfera. É uma região calma e por esse motivo, é considerada a camada mais adequada para o tráfego aéreo. É nela que está localizada a camada de ozônio, que se estende entre 25 a 50km. O ozônio (O3) é o principal responsável pelo aquecimento da estratosfera, pois absorve os raios ultravioletas através de reações fotoquímicas, impedindo a passagem das radiações nocivas e, com isso, contribuindo para o crescimento da temperatura na camada. O ozônio ao desempenhar este papel torna-se um verdadeiro filtro solar da Terra, permitindo a vida no nosso planeta. Devido ao seu papel fundamental na garantia de existência na vida terrestre, a sua destruição é considerada como um dos maiores problemas ambientais deste século. Este problema veremos mais adiante em nosso estudo sobre a poluição do ar.

Mesosfera: mede cerca de 35km, indo de 50km de altitude, onde termina a estratosfera, até 85km. Dentre todas as camadas é a que apresenta as mais baixas temperaturas podendo chegar aos –100º C. As chamadas “estrelas cadentes” são objetos que, quando penetram na atmosfera terrestre, colidem com as moléculas de ar presentes na mesosfera.

Termosfera: se inicia a 85km de altitude se estendendo por cerca de 500km. A temperatura volta a crescer, e isso ocorre devido a alta concentração de partículas carregadas de eletricidade chamadas íons situadas numa determinada região da Termosfera. A região da termosfera cheia de íons é conhecida por Ionosfera e corresponde a parte inferior da Termosfera. Nessa região há uma grande absorção de radiação de ondas curtas (ultravioletas e raios x) o que leva a ionização dos elementos ali presentes e, assim, elétrons livres também, o que leva a criação do plasma ionosférico. Esse plasma pode refletir ondas de rádio utilizadas em radiodifusão.

Exosfera: é a parte superior da termosfera. Ela estende-se a partir de aproximadamente 550km. Devido a essa grande altitude, o ar se torna extremamente rarefeito de maneira que colisões entre moléculas é extremamente rara. É nesta região onde os satélites artificiais orbitam a Terra. Na Exosfera não há registro de absorção da radiação, por isso, ela não participa do processo de filtração seletiva da radiação, como a Estratosfera. A Exosfera seria uma fronteira entre a atmosfera da Terra e o espaço cósmico, onde não existe o ar.