La atmósfera se define como la envoltura de gases que rodea la Tierra. Se formó por la desgasificación que sufrió el planeta durante su proceso de enfriamiento en las primeras etapas de su formación, cuando muchas sustancias gaseosas pasaron a estado líquido o sólido al descender la temperatura. Esta capa gaseosa, que recubre nuestro planeta, está formada por una mezcla de gases denominada aire.

Capas de la Atmósfera según su Composición

Según la composición del aire, se distinguen dos capas principales:

Homosfera

• Es la capa que presenta una composición constante, lo que significa que la composición del aire es homogénea, manteniéndose las mismas proporciones en los gases.
• Alcanza hasta los 80 km de altura.
• Su composición es:
  • 78,1% de Nitrógeno (N₂)
  • 20,9% de Oxígeno (O₂)
  • 0,93% de Argón (Ar)
  • 0,035% de Dióxido de carbono (CO₂)
  • 0,035% de neón, helio y otros gases como xenón (Xe) y metano (CH₄)
  • Ozono (O₃) y óxidos de Nitrógeno (NOx)
  • Vapor de agua (variable, del 1% al 4% según la zona)

Heterosfera

• Es la capa que no presenta una composición química homogénea del aire.
• Se encuentra sobre la homosfera y la composición varía, con gases que predominan según la altitud.

Gases Predominantes en la Heterosfera por Altitud

La Atmósfera y la Vida en la Tierra

Todos estos elementos hacen posible la existencia y el desarrollo de la vida. Es crucial recordar que la atmósfera, en gran parte, ha sido moldeada por los propios seres vivos. Sin procesos biológicos fundamentales como la fotosíntesis (que produce oxígeno), la respiración y la transpiración, no existiría un equilibrio entre los gases que la conforman.

Ciclos Biogeoquímicos y Regeneración de Gases

La proporción entre los gases atmosféricos se mantiene gracias a su regeneración mediante procesos cíclicos:

1. El nitrógeno: Componente principal de las proteínas presentes en todos los seres vivos, se recicla a través de su incorporación a las cadenas alimenticias y su posterior devolución a la atmósfera mediante la descomposición de materia orgánica y los excrementos.
2. El oxígeno: Indispensable para la respiración de los seres vivos, es regenerado principalmente por la acción de la fotosíntesis.
3. El dióxido de carbono: Se regenera por la respiración de los seres vivos, que retorna este gas al ambiente, y por procesos geológicos.
4. Argón, neón y helio: Son gases nobles que no reaccionan con otras sustancias, por lo que no influyen directamente en la vida de los organismos.

Impacto Humano y Funciones Climáticas de la Atmósfera

Aunque estos gases se regeneran en la atmósfera, lo que podría hacer pensar que el aire es un recurso inagotable, algunas actividades humanas pueden alterar su composición y afectar gravemente su calidad:

• La tala indiscriminada de árboles y la contaminación de los mares causan una disminución del oxígeno atmosférico.
• La actividad industrial, por su parte, produce un aumento de dióxido de carbono, alterando el ciclo del carbono.

Regulación Térmica y Clima

La atmósfera retiene el calor y actúa como un regulador térmico esencial. Sin ella, la temperatura terrestre alcanzaría más de 75 °C durante el día y descendería a más de 130 °C bajo cero en la noche. El clima se origina en la atmósfera, específicamente en la troposfera, que es la capa más cercana a la Tierra y la que contiene casi todo el vapor de agua y las nubes. Aquí se producen los fenómenos que determinan el clima global, regional y local, y se encuentran la mayoría de los contaminantes generados en el planeta.

Más arriba, en la estratosfera, la atmósfera contiene ozono (O₃), que es el encargado de absorber la radiación ultravioleta (UV) emitida por el Sol, altamente dañina para los seres vivos.

Funciones Vitales de la Atmósfera

Las funciones de la atmósfera relacionadas directamente con la vida son tres:

• Filtro de radiaciones perjudiciales: La atmósfera impide que lleguen a la superficie de la Tierra radiaciones solares perjudiciales para los seres vivos. En las capas altas de la atmósfera se encuentra la capa de ozono, que absorbe la radiación ultravioleta, peligrosa para la vida.
• Regulación de la temperatura: La atmósfera actúa como regulador de la temperatura del planeta al hacer que disminuyan las variaciones entre la temperatura diurna y la nocturna. Ciertos gases provocan en la Tierra un efecto invernadero natural, fundamental para mantener una temperatura habitable.
• Contiene gases esenciales para la vida: En la atmósfera se encuentran los gases necesarios para la vida: el oxígeno y el dióxido de carbono. Estos gases son esenciales para dos procesos biológicos fundamentales: la respiración y la fotosíntesis.

Balance Radiativo Terrestre

La Tierra mantiene una temperatura media constante a lo largo del tiempo, lo que implica un balance radiativo nulo entre la cantidad de radiación solar entrante y la radiación terrestre saliente; de lo contrario, se calentaría y enfriaría continuamente. De la radiación total proveniente del Sol:

• Un 30% es reflejada (albedo) por las nubes, la superficie terrestre y la atmósfera (gases, polvo, etc.).
• Un 25% es absorbida por la atmósfera debido a la capa de ozono (3%), el vapor de agua y las partículas del aire (17% en conjunto), y las nubes (5%).
• Un 45% es absorbida por la superficie (océanos y continentes). Este calor se libera lenta y gradualmente desde la superficie hacia la atmósfera en forma de calor latente (asociado a la evaporación), radiación de onda larga y conducción directa.

Principales Problemas Ambientales Actuales

Los principales problemas ambientales que han generado la actual crisis ambiental global son:

• Crecimiento acelerado de la población: Concentrado principalmente en las ciudades, lo que provoca que la atmósfera se contamine y aumenta el riesgo ante eventos naturales extremos.
• Consumo acelerado de recursos: Consecuencia directa del crecimiento poblacional, y un aumento en la generación de residuos por persona.
• Aumento de la concentración de gases de efecto invernadero: Contribuyendo significativamente al calentamiento global.
• Aumento del estrés hídrico: Déficit de agua en diversas regiones.
• Destrucción de hábitats: Por tala de bosques para agricultura y ganadería, con la consecuente degradación de suelos debido a prácticas agrícolas y sobrepastoreo.
• Disminución de la biodiversidad: Incluyendo el agotamiento de los recursos pesqueros, entre otros.