Como é a distribuição de gases na atmosfera terrestre?

A atmosfera da Terra é uma mistura de nitrogênio (78%), oxigênio (21%) e pequenas proporções de outros gases, como o dióxido de carbono. Logo que o planeta se formou, no entanto, não existia oxigênio, apenas os gases do primitivo Sistema Solar.

Composição da atmosfera:

A atmosfera é uma camada gasosa que envolve e acompanha a Terra em seus movimentos no espaço. Ela pode ser comparada a uma capa que protege contra o choque com corpos celestes. Além disso, filtra raios solares, fazendo com que as temperaturas na superfície terrestre sejam amenas, possibilitando o desenvolvimento da vida. Na Lua, por exemplo, onde não há atmosfera, a temperatura na superfície da face voltada para o Sol chega a aproximadamente 100ºC, enquanto na outra face a temperatura cai para cerca de -150ºC.

Origens

A Terra nasceu da colisão de planetesimais, pequenos corpos sólidos formados a partir da poeira cósmica e do gás da nebulosa solar, que se agregaram gradualmente. À medida que crescia o planeta assim formado, os gases presos em seu interior escapavam e o envolviam, originando a atmosfera. Por fim, cresceram plantas, que liberavam oxigênio, e a atmosfera evoluiu até se tornar o espesso manto de ar que é hoje.

A atmosfera é fundamental para a vida na Terra. Ela se formou logo após o surgimento do planeta, há aproximadamente 4,6 bilhões de anos, a partir dos gases liberados pelas colisões dos planetesimais. Cerca de 3 milhões de anos atrás, as plantas começaram a processar fotossíntese, alterando a atmosfera primitiva com a emissão de vastas quantidades de oxigênio.

Estrutura em camadas

Com o tempo, desenvolveu-se na atmosfera uma estrutura complexa, com diversas camadas, estendendo-se a cerca de 1.000 quilômetros de altitude.

A atividade atmosférica ocorre na camada mais inferior, a troposfera, que vai do solo até aproximadamente 15 ou 16 quilômetros de altitude. É nessa camada, com a qual o homem mantém contato direto, que ocorre a maior parte dos fenômenos atmosféricos, como o calor, os ventos e as chuvas. É onde a pressão do ar e a temperatura diminuem com a altitude.

Mais acima fica a estratosfera, que se caracteriza pelos movimentos de ar em sentido horizontal. Segunda camada da atmosfera, começa entre 7 e 17 km e vai até 50 km de altitude aproximadamente. A temperatura sobe à medida que aumenta a altura (de -50 a 10ºC). É nesta camada que começa a difusão da luz solar (que origina o azul do céu). A cerca de 25 quilômetros acima da superfície, uma fina camada de ozônio absorve em parte a nociva luz ultravioleta emitida pelo sol, protegendo os organismos que se encontram abaixo.

Acima desta vem a mesosfera, que é a camada atmosférica onde há uma substancial queda de temperatura, chegando a até -90ºC em seu topo. Em seguida, vem a termosfera, cujo ar é muito rarefeito e inclui a ionosfera, onde os gases ionizados refletem as ondas elétricas da superfície do planeta, permitindo as comunicações de rádio. Entre 500 e 1.000 quilômetros há uma região conhecida como exosfera e, além dela, a magnetosfera, sensível à influência do campo magnético terrestre, mas desprovida de atmosfera.

Ações humanas

O processo de formação da atmosfera está relacionado ao processo de formação do planeta. Portanto, assim como a Terra, a atmosfera apresentou variações com o tempo. Antes do aparecimento da espécie humana, essas variações ocorriam exclusivamente devido a fatores naturais, como alterações na vida vegetal.

Atualmente, alterações da atmosfera são conseqüências de fatores naturais e, principalmente, decorrência de ações humanas, como a poluição causada pelos automóveis e pela incessante atividade das fábricas, e o desmatamento de florestas, entre outras. As mudanças climáticas causadas pelo efeito estufa e pelo aquecimento global revelam que a atmosfera é tão frágil quanto preciosa.

O ar atmosférico é constituído por uma mistura de diversos gases, como o nitrogênio, oxigênio, gás carbônico e gases nobres. O oxigênio e o nitrogênio são os gases mais abundantes, sendo que os outros gases são encontrados em quantidades menores. Além dos gases citados, o ar atmosférico também apresenta vapor de água (cuja quantidade depende de alguns fatores como clima, temperatura e local), que se apresenta na forma de neblina, nuvens e chuva. No ar também encontramos em suspensão poluentes, poeira, cinzas, microrganismos e pólen.

O oxigênio (O2) presente no ar atmosférico é de extrema importância para a manutenção da vida no planeta, pois ele é o gás utilizado na respiração de todos os seres vivos e também é necessário para que ocorra a combustão. Calcula-se que o ar atmosférico seja composto por aproximadamente 21 % de oxigênio.  

O nitrogênio (N2) compõe aproximadamente 78% do ar atmosférico, e é de extrema importância para todos os seres vivos, pois participa da formação de diversas moléculas orgânicas necessárias para o seu metabolismo. De todos os organismos vivos, apenas alguns microrganismos são capazes de captar o nitrogênio (ciclo do nitrogênio) disponível na atmosfera e degradá-lo de forma que os seres vivos possam aproveitá-lo. 

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O gás carbônico (CO2) é encontrado em proporções muito pequenas na atmosfera, contribuindo com apenas 0,03% da composição do ar. É um gás de extrema importância para a realização da fotossíntese pelos vegetais, e é liberado para a atmosfera através da combustão e também pela respiração dos animais.

Dentre os gases nobres que fazem parte da composição do ar podemos citar: argônio (Ar), neônio (Ne), radônio (Rn), hélio (He), criptônio (Kr) e xenônio (Xe), sendo que eles compõem cerca de 0,93% do ar atmosférico. Esses gases não produzem nenhum tipo de reação química com outras substâncias e por isso são considerados nobres.

O vapor de água que também participa da composição do ar provém da evaporação das águas de rios, mares e lagos, respiração dos seres vivos, transpiração das plantas, evaporação da água do solo e evaporação da água de dejetos (fezes e urina de animais).

Como e a distribuição dos gases na atmosfera?

Quais são os principais gases que compõem a atmosfera da Terra?

Onde se encontra a maior concentração de gases na atmosfera?

Quais são os dois principais gases que compõem a atmosfera como eles se acumularam?