Composición y estructura de la atmósfera terrestre: capas y características

La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve a la Tierra, unida al planeta por la atracción gravitatoria. Como los gases se comprimen y expanden, la presión y la densidad del aire disminuyen con la altura. Se considera que la atmósfera termina donde la concentración de gases se iguala a la del espacio interplanetario, a unos 10.000 km de altura. Sin embargo, la mayor parte de la masa de la atmósfera se encuentra cercana a la superficie, en una capa de unos 100 km. Está formada por una mezcla de gases (aire) y una serie de partículas sólidas y líquidas en suspensión (aerosoles). Las partículas pueden ser polvo, sales, humos y cenizas, entre otras. La composición del aire seco es constante, pero puede tener una cantidad variable de vapor de agua, entre el 1% y el 4%.

Gases que componen la atmósfera:

• Nitrógeno (78%): Es inerte y actúa como gas de relleno.
• Oxígeno (20,9%): Es un gas muy activo que reacciona fácilmente con otros elementos, oxidándolos.
• Argón (0,93%): Es inerte y se desprende de los volcanes.
• Vapor de agua (variable): Su concentración depende del lugar y es mayor en el aire caliente.
• Dióxido de carbono (CO₂) (0,03%): Desaparece de la atmósfera por la fotosíntesis y se fija en los caparazones de animales marinos y rocas calcáreas. Es devuelto a la atmósfera por la respiración, la combustión de materia orgánica y combustibles fósiles.
• Otros (0,14%):
  • Gases reactivos: CO, CH₄, hidrocarburos, óxido nítrico (N₂O₅), dióxido de nitrógeno, NH₃, SO₂, ozono.
  • Gases no reactivos: He, Ne, Kr, H₂, óxido nitroso (N₂O).

Capas de la atmósfera

La atmósfera se divide en dos grandes regiones:

• Homosfera: Se extiende hasta los 80-100 km de altura y concentra más del 99% de la masa atmosférica total. Tiene una composición homogénea, formada por una mezcla de gases. El aire está formado por nitrógeno molecular, oxígeno molecular y argón, con cantidades mucho menores de vapor de agua, CO₂, ozono y aerosoles. Las capas inferiores son las más densas.
• Heterosfera: Se extiende por encima de la homosfera hasta el difuso límite superior de la atmósfera. Su composición varía de acuerdo con la masa molecular de los gases constituyentes. Se pueden distinguir capas de nitrógeno molecular, oxígeno atómico, helio e hidrógeno atómico.

Presión atmosférica

La presión atmosférica se debe al peso de la columna de aire sobre un determinado punto y disminuye exponencialmente con la altura. Tanto la densidad como la presión atmosférica disminuyen con la altura.