As 6 camadas da atmosfera (e suas propriedades) - Médico - 2023

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Nossa atmosfera é uma camada de gases que nos separa da letalidade do vácuo espacial E que, como se não bastasse, abriga o oxigênio que respiramos e todos os outros compostos que tornam possível a vida na Terra.

Mas a coisa não termina aqui. A atmosfera da Terra, com sua cerca de 10.000 km de espessura, cumpre muitas outras funções essenciais para garantir a sobrevivência de todos os climas e espécies vegetais, animais, bacterianas e fúngicas.

Mas a atmosfera é a mesma em todos os níveis? Não. Esta enorme massa gasosa está disposta em seis camadas, cada uma com suas propriedades e características próprias, embora, em conjunto, dêem à atmosfera sua natureza.

Portanto, no artigo de hoje, além de definir o que é a atmosfera terrestre, ver quais funções ela desempenha, entender como se forma e descrever por que se forma, vamos analisar as particularidades de cada uma dessas camadas.

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O que é a atmosfera da Terra e quais as funções que ela desempenha?

A atmosfera da Terra é, em termos gerais, uma camada de gases que envolve o planeta Terra de sua superfície ao vazio do espaço, marcando um limite difuso com este que normalmente é marcado em 10.000 km. É como ir e voltar de Madrid a Nova York. Portanto, a atmosfera da Terra é algo muito grande.

E por "difuso" queremos dizer que não há uma delimitação clara entre o que é "Terra" e o que é "espaço", porque simplesmente a atmosfera está perdendo densidade até chegarmos a um ponto em que estamos em um terreno que é uma mistura entre o terrestre e o espacial. Seja como for, esta fronteira não está bem marcada.

Isto é na atmosfera que toda a vida na Terra se desenvolve e onde se formam todos os climas e ecossistemas que conhecemos, pois cumpre funções importantes. Sem esses gases, a Terra seria como a Lua, ou seja, não haveria nada que separasse a superfície rochosa da letalidade do vácuo espacial.

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Todos nós sabemos o quão importante esta atmosfera é para a vida, mas estamos cientes de todas as funções vitais que executa? Vamos ver eles:

Proteção mecânica: a atmosfera terrestre nos protege do impacto de pequenos meteoritos, que se desintegram devido ao atrito causado pelo "atrito" com seus gases.
Efeito estufa: Tem uma péssima reputação, mas é uma propriedade natural da atmosfera que lhe permite reter calor. Sem esse efeito estufa, a temperatura média da Terra seria de quase -20 ºC e não de 15 ºC.
Circulação de gases vitais: na atmosfera existe uma certa quantidade de oxigênio e dióxido de carbono, que fluem pelas cadeias alimentares para permitir a existência de vida.
Filtração de radiação ultravioleta: a camada de ozônio da atmosfera nos protege da entrada excessiva da radiação solar. Sem ela, a vida seria impossível.
Pressão atmosférica: A pressão exercida por todos os gases da atmosfera na superfície terrestre tem permitido a existência de água em estado líquido. E não é preciso enfatizar a importância disso para o desenvolvimento da vida.

Sem dúvida, a origem da vida na Terra foi condicionada por muitos outros fatores, mas a verdade é que a formação de uma atmosfera com tais propriedades e composição particulares foi a base a partir da qual começou a ser construída.

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Qual é a sua composição e como se formou?

Tendo entendido o que é e quais são suas funções na Terra, vamos ver por que a atmosfera da Terra é composta. É muito comum pensar que o gás principal nele é o oxigênio, mas isso é um erro.

Na verdade, o 78% dos gases na atmosfera são nitrogênioseguido (bem longe) pelo oxigênio, que compõe 28% da atmosfera. E o 1% restante são todos os outros gases. Argônio e vapor d'água são a maioria, sendo apenas esses dois responsáveis por cerca de 0,93%. Os 0'07% restantes correspondem a gases como dióxido de carbono, hidrogênio, néon, ozônio, hélio, etc.

Portanto, a atmosfera é uma mistura de muitos gases diferentes, embora 99 das 100 moléculas de gás nele contidas sejam nitrogênio e oxigênio.

Mas como a atmosfera da Terra foi formada? Sem entrar em muitos detalhes ou complicar o artigo, devemos ter em mente que a atmosfera que conhecemos (antes, passava por fases preliminares junto com a formação do planeta) foi formado há cerca de 3,1 bilhões de anos graças à atividade das primeiras bactérias da Terra, que realizaram uma fotossíntese especial que culminou na liberação de oxigênio.

Isso significava que, há cerca de 2.400 milhões de anos, na atmosfera havia (antes não havia) aqueles 28% de oxigênio que permitiriam o desenvolvimento da vida.

Ao mesmo tempo, é importante entender que a atmosfera de um planeta se forma quando, tanto pela atividade vulcânica do próprio planeta quanto pela chegada de moléculas da nebulosa estelar (é preciso ter em mente que devemos ir de volta à origem do sistema solar), gases são aprisionados pela gravidade do planeta, orbitando em torno dele.

De que camadas é feito?

Agora podemos finalmente passar a analisar as diferentes camadas da atmosfera da Terra. Veremos as propriedades de cada um deles.

1. Troposfera

A troposfera é a primeira camada da atmosfera. É o que estende da superfície da terra a uma altitude de 11 km. Nós e absolutamente todas as espécies da Terra vivemos na troposfera. É nele que ocorrem todos os fenômenos meteorológicos conhecidos.

Até mesmo aviões comerciais voam dentro desses primeiros 11 km de atmosfera. Regra geral, por cada km que subimos, a temperatura desce cerca de 6ºC. Apesar de representar 0,11% da espessura total da atmosfera, contém 80% de toda a massa dos gases.

2. Estratosfera

A estratosfera é a segunda camada da atmosfera. Estende-se da tropopausa (a fronteira entre a troposfera e a estratosfera) até 50 km. Este tem uma divisão clara em uma parte inferior e uma parte superior, onde o ar frio (mais pesado) e o ar quente (mais leve) se acumulam, respectivamente.

Portanto, ao contrário do que acontece na camada anterior, a temperatura aumenta com a altura. E isso porque, como veremos a seguir, a estratosfera é o local onde o ozônio (O3) se forma e se degrada, que formará a próxima camada.

Na verdade, na camada próxima à troposfera a temperatura é de -60 ºC, enquanto na região que entra em contato com a próxima camada é de até 17 ºC. Como um fato interessante, o famoso salto de Felix Baumgartner em outubro de 2012 foi realizado a partir da estratosfera, especificamente a uma altitude de 34 km.

3. Ozonosfera

Na fronteira entre a estratosfera e a mesosfera, encontramos a famosa camada de ozônio. O ozônio é um gás que é formado pela dissociação de uma molécula de oxigênio (O2), dando origem a dois átomos de oxigênio. No entanto, o oxigênio "livre" é muito instável, por isso se liga rapidamente a outra molécula de O2 para formar esse composto.

Isso acontece devido à radiação ultravioleta, que impulsiona essa reação química. Seja como for, a camada de ozônio, também conhecida como ozonosfera, tem uma espessura entre 10 e 20 km, o suficiente para filtrar grande parte da radiação solar.

O problema é que as emissões de gases contendo cloro e bromo estão "quebrando" as moléculas de ozônio, por isso se diz que a mudança climática se deve, em parte, ao famoso "buraco na camada de ozônio".

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3. Mesosfera

A mesosfera é a camada que se estende da ozonosfera a 90 km de altitude. A partir daí, a massa dos gases começa a diminuir drasticamente e não há mais moléculas de vapor d'água. Essa perda de densidade é acompanhada por uma grande diminuição da temperatura.

De fato, a temperatura torna-se -110 ºC, o que é explicado porque não há presença de ozônio, então o calor não é retido. A mesopausa, que é a camada superior da mesosfera, é o lugar mais frio do planeta Terra.

4. Termosfera

A termosfera é a camada entre a mesosfera e a exosfera, que, como veremos, é a última camada da atmosfera. A termosfera se estende de 90 km a 500 km de altitude. Sua composição é basicamente reduzida a nitrogênio, portanto, junto com o fato de a densidade ser muito baixa, não retém o calor.

Isso significa que, dependendo se a radiação solar afeta ou não, as temperaturas variam de -76 ºC a 1.500 ºC. É nesta camada que se destroem os meteoritos que tentam entrar na Terra, por isso é a zona da atmosfera que nos protege dos seus impactos.

A termosfera também é conhecida como ionosfera, pois é uma área na qual gases absorvem raios X e raios gama, ambas radiações altamente energéticas, o que as torna ionizadas, ou seja, carregadas de eletricidade.

5. Exosfera

A exosfera é a última camada da atmosfera, que se estende de 500 km a 10.000 km. Apesar de representar 95% de sua espessura, possui massa desprezível. Existem apenas gases leves como o hidrogênio e o hélio, mas em densidades tão baixas que o próprio conceito de temperatura se perde, pois depende do movimento das partículas. E se praticamente não há partículas, "não há temperatura".

Na verdade, a força da gravidade atua tão pouco sobre esses gases que eles estão continuamente escapando para o vácuo espacial. Como podemos ver, a exosfera é uma camada muito difusa, uma vez que é a meio caminho entre a Terra e o espaço.

Seja como for, é nesta exosfera que orbitar todos os satélites meteorológicos e estações espaciais que enviamos para o espaço. É a última camada de nosso planeta antes de estarmos totalmente no vácuo espacial, onde não há mais nenhuma molécula gasosa em nossa atmosfera.