Atmósfera de la Tierra

La atmósfera es una fina capa de gases de los que dependen todos los seres vivos que hay en el planeta Tierra. Este hecho hace que la atmósfera de la Tierra sea muy singular y diferente de las de los demás planetas conocidos. Además, también nos protege de los rayos ultravioleta y de los meteoritos.

La atmósfera está compuesta por unas cuatro quintas partes de nitrógeno, una quinta parte de oxígeno, y otras cantidades más pequeñas de otros gases, tales como el argón, que no alcanza el 1% y el dióxido de carbono. Sin estos gases esenciales, la vida en la Tierra no existiría tal y como la conocemos. El agua también es un componente importante, aunque se encuentra en una cantidad más variable. La mezcla de todos estos gases que constituyen la atmósfera se apoda el aire.

La atmósfera del planeta Tierra
La atmósfera de la Tierra fotografiada por un tripulante de la Estación Espacial Internacional (ISS) el 23 de noviembre de 2009. Crédito de imagen: NASA.

La masa de la atmósfera es de aproximadamente 5x1018 kg. Tres cuartas partes de esta masa se encuentra en los primeros 11 km de altitud. En la medida que se sube la altitud, la atmósfera se vuelve cada vez más delgada hasta el punto en el que no se visibiliza un límite definido entre ella y el espacio exterior.

La composición química de la atmósfera

La composición química de la atmósfera se divide en dos zonas: la homosfera, que se encuentra por debajo de los primeros 100 km de altitud y tiene una composición constante y uniforme, y la heterosfera, que va desde los 100 km de altitud hasta los 10000 km, con una composición diversificada según se va subiendo la altitud.

  • 1) La homosfera (hasta los 100 km de altitud)
  • 2) La heterosfera (entre los 100 km y los 10000 km)

La composición de la homosfera

El aire en la homosfera está compuesto principalmente por nitrógeno (78%), oxígeno (21%) y argón (0,9%). Los otros gases restantes como el vapor de agua, el dióxido de carbono, el neón o el helio representan cantidades muy pequeñas. También se han encontrado trazas de otros compuestos químicos, como dióxido de nitrógeno, yodo, monóxido de carbono y amoníaco.

Gas Proporción
Nitrógeno 78,084%
Oxígeno 20,946%
Argón 0,934%
Dióxido de carbono 0,0387%
Neón 0,001818%
Helio 0,000524%
Metano 0,000179%
Kriptón 0,000114%

La composición de la heterosfera

En la heterosfera, la composición química va cambiando según la altitud. Esto es debido a que los gases más pesados se encuentran en la parte más baja, y los más ligeros se encuentran en la parte más alta:

  • 100 km - 400 km: nitrógeno molecular
  • 400 km - 1100 km: oxígeno atómico
  • 1100 km - 3500 km: helio
  • 3500 km - 10000 km: hidrógeno

Las capas de la atmósfera de la Tierra

La atmósfera de la Tierra puede dividirse en cinco capas, diferenciadas básicamente por una temperatura y una composición química diferente en cada una de ellas, descritas por orden de proximidad a la superficie terrestre:

Capa Espesor Altitud máxima
Troposfera 17 km 17 km
Estratosfera 33 km 50 km
Mesosfera 35 km 85 km
Termosfera 415 km 500 km
Exosfera 9500 km 10000 km
Las capas de la atmósfera de la Tierra
Las capas de la atmósfera de la Tierra.

1) Troposfera

La troposfera es la capa más cercana a la superficie de la Tierra. En esta capa se encuentran las nubes y es donde suceden todos los fenómenos meteorológicos. La troposfera tiene un espesor de entre 7 km (en el ecuador terrestre) y 17 km (en los polos). Esta capa actúa como si fuera un regulador térmico del planeta, por lo tanto es de vital importancia para los seres vivos.

La temperatura de la troposfera disminuye a mayor altura, gradualmente, a razón de unos 6,5 °C por cada kilómetro que se sube a partir de los 2 km, y hasta alcanzar los -40 o -50 °C. No obstante, en algunos casos puede haber inversión térmica debida a causas locales.

2) Estratosfera

Por encima de la troposfera se encuentra la estratosfera, una capa que alcanza hasta los 50 km de altitud y contiene una capa de ozono, también conocida como ozonosfera. Esta capa nos protege de las peligrosas radiaciones ultravioletas procedentes del Sol. El ozono (O3) es un gas formado por un tipo particular de molécula de oxígeno compuesta de tres átomos en lugar de dos.

A medida que se sube, la temperatura de la estratosfera aumenta de forma gradual hasta alcanzar los 0 °C en la parte más alta; aunque en algunos lugares puede alcanzar los 15 °C. Este incremento de temperatura es debido a que los rayos ultravioleta transforman el oxígeno en ozono.

3) Mesosfera

La mesosfera es la tercera capa de la atmósfera de la Tierra, encontrándose por encima de la estratosfera y llegando hasta los 85 km de altitud. Esta capa es la más fría de la atmósfera, hasta los -80 °C. La capa de la mesosfera es importante por la ionización y las reacciones químicas que suceden en ella.

Esta capa se encuentra por encima de la altitud máxima de los aviones, y queda por debajo de los satélites artificiales. Por lo tanto, sólo puede ser estudiada por cohetes sonda de forma limitada. En la mesosfera se desintegran los meteoritos que provocan destellos de luz observables desde la Tierra.

4) Termosfera

La termosfera es la cuarta capa de la atmósfera de la Tierra y se encuentra por encima de la mesosfera, a partir de los 85 km de altitud y hasta los 500 km. En esta capa existe la radiación ultravioleta, los rayos gamma y los rayos X que provocan la ionización de átomos de sodio y moléculas. La temperatura en esta capa supera fácilmente los 1000 °C. Las auroras boreales se producen en esta capa.

Dentro de la termosfera se encuentra la ionosfera, que refleja las ondas de radio procedentes de la Tierra. En la ionosfera se encuentran las nubes de brillo nocturno que se forman cuando el vapor de agua que hay en la parte alta de la atmósfera se condensa en cristales de polvo meteórico que cae sobre la Tierra desde el espacio.

5) Exosfera

La exosfera es la última capa de la atmósfera de la Tierra, por lo tanto se encuentra por encima de la termosfera y se extiende desde los 500 km hasta los 10000 km. Esta capa marca el límite entre la atmósfera de la Tierra y el espacio exterior.

En esta capa, los gases se dispersan poco a poco hasta que la composición del aire es similar a la del espacio interplanetario. La exosfera está compuesta básicamente por hidrógeno y helio, cuyas partículas están tan alejadas entre ellas que pueden viajar centenares de kilómetros sin colisionar entre ellas.