Quais os principais gases que compõe a atmosfera terrestre e suas porcentagens por volume?

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.

A atmosfera terrestre é formada por diversas camadas de gases que contornam a Terra devido aos efeitos do campo gravitacional.

Cada camada possui uma composição específica de gases que são organizados conforme suas densidades. Os gases mais densos são puxados para mais perto da superfície terrestre enquanto os outros permanecem mais distantes do planeta.

Devido aos diferentes atributos que os gases apresentam, as camadas da atmosfera possuem características próprias e desempenham papéis específicos na sua relação com a Terra.

As cinco camadas que formam a atmosfera terrestre são: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera.

Troposfera

A troposfera é a camada mais densa da atmosfera, e por isso a mais próxima da superfície terrestre. Estima-se que o total da massa atmosférica seja de 5x1018 kg, e que 75% desse montante esteja localizado na troposfera.

A espessura da troposfera varia de 8 km a 14 km, dependendo da região da Terra. Os pontos mais finos (em que a espessura atinge 8 km) são nos polos norte e sul.

Por ser a camada mais baixa da atmosfera, a troposfera é responsável por abrigar a vida no planeta, e também é onde ocorrem quase todos os fenômenos climáticos. O termo troposfera é derivado do grego tropos (mudança) para refletir a natureza dinâmica das mudanças climáticas e do comportamento dessa camada da atmosfera.

A região da troposfera que delimita seu fim e o início da estratosfera se chama tropopausa. A tropopausa é facilmente identificável através dos diferentes padrões de pressão e temperatura de cada uma das camadas.

Composição da troposfera

Em termos de volume, a troposfera é composta por 78.08% de nitrogênio, 20,95% de oxigênio, 0.93% de argônio e 0.04% de dióxido de carbono. O ar também é composto por uma porcentagem variável de vapor de água que entra na troposfera através do fenômeno de evaporação.

Temperatura na troposfera

Assim como a pressão, a temperatura na troposfera também diminui conforme a altitude aumenta. Isso corre porque o solo absorve a maior parte da energia solar e aquece os níveis mais baixos da troposfera. Dessa forma, considerando que a evaporação é maior nas áreas mais quentes, os vapores de água são mais presentes ao nível do mar e mais raros em maiores altitudes.

O que pode ser encontrado na troposfera?

Alguns exemplos do que pode ser encontrado na troposfera são:

• Clima
• Precipitações como chuva, neve e granizo;
• Gases como nitrogênio, oxigênio, argônio e dióxido de carbono
• Nuvens
• Aves

Estratosfera

A estratosfera é a segunda maior camada da atmosfera e também a segunda mais próxima da superfície terrestre. Estima-se que ela contenha cerca de 15% da massa total da atmosfera da Terra.

A espessura da estratosfera é de 35 km contados a partir da tropopausa, significando que ela se localiza entre a troposfera e a mesosfera. O termo estratosfera é derivado do grego strato (camada), para designar o fato de que a própria estratosfera se subdivide em outras camadas menores.

As camadas da estratosfera se formam devido à ausência de fenômenos climáticos que misturem o ar. Assim, ocorre uma clara divisão entre o ar frio e pesado, que se localiza embaixo e o ar quente e leve, que se localiza em cima. Dessa forma, em termos de temperatura, a estratosfera funciona de forma exatamente contrária à troposfera.

Por ser uma região altamente estável (por não haver trocas de ar), pilotos de avião tendem a manter-se no início da estratosfera para evitar turbulências. É nessa altitude que aviões e balões atingem sua eficiência máxima.

Algumas aeronaves, especialmente aviões a jato, sobem até a estratosfera para evitar o atrito e as trocas de ar.

A estratosfera também contém a conhecida camada de ozônio, responsável por absorver a maior parte da radiação ultravioleta emitida pelo sol. Sem a camada de ozônio, a vida na Terra, na forma que conhecemos, não seria possível.

Assim como a troposfera, a estratosfera também possui uma região que delimita seu fim e marca o início da mesosfera, chamada estratopausa.

Composição da estratosfera

A maioria dos elementos encontrados na superfície terrestre e na troposfera não alcançam a estratosfera. Em vez disso, é comum que eles:

• se decomponham na troposfera
• sejam eliminados pela luz solar
• sejam levados de volta à superfície da Terra através da chuva ou outras precipitações

Por causa da inversão na dinâmica de temperaturas entre a troposfera e a estratosfera, quase não existe troca de ar entre as duas camadas, fazendo com que vapores de água existam somente em quantidades diminutas na estratosfera. Por esse motivo, a formação de nuvens nessa camada é extremamente difícil.

Com relação aos gases, a estratosfera é formada predominantemente por ozônio presente na camada de ozônio. Acredita-se que 90% de todo o ozônio existente na atmosfera se encontra nessa região. Além disso, a estratosfera contém elementos levados através de erupções vulcânicas como óxidos de nitrogênio, ácido nítrico, halogêneos, etc.

Temperatura na estratosfera

A temperatura na estratosfera aumenta conforme a altitude aumente, variando entre -51°C no ponto mais baixo (tropopausa) e -3ºC no ponto mais alto (estratopausa).

O que pode ser encontrado na estratosfera?

Alguns exemplos do que pode ser encontrado na estratosfera são:

• Camada de ozônio
• Aviões e balões climáticos
• Algumas aves

Mesosfera

A mesosfera é a última camada atmosférica em que os gases ainda estão misturados no ar e não organizados pela sua massa. É considerada pela ciência a camada mais difícil de se estudar, por isso existem poucas informações confirmadas sobre ela.

A espessura da mesosfera também é de 35 km, contados a partir da estratopausa, significando que ela se localiza entre a estratosfera e a termosfera. O termo mesosfera é oriundo do grego mesos (meio), por ser a terceira entre as cinco camadas da atmosfera terrestre

Balões climáticos e aeronaves não são capazes de chegar tão alto a ponto de atingir a mesosfera. Ao mesmo tempo, satélites só são capazes de orbitar acima dela de forma que não conseguem medir, de forma apropriada, as características da camada. A única forma de estudar a mesosfera, atualmente, é através da utilização de foguetes sônicos que recolhem poucas informações por missão.

É na mesosfera que ocorre a combustão de corpos celestes que entram na atmosfera terrestre, dando origem a fenômenos como as chuvas de meteoros.

A chuva de meteoros ocorre quando um corpo celeste entre na atmosfera terrestre. Devido à altíssima temperatura, o corpo celeste entra em combustão e geralmente se dissolve em vários pedaços menores.

Composição da mesosfera

A porcentagem de oxigênio, nitrogênio e dióxido de carbono na mesosfera é essencialmente a mesma das camadas situadas abaixo. Vapores de água são ainda mais raros do que na estratosfera que, por sua vez, transfere uma parcela de ozônio para a mesosfera.

A mesosfera também possui material oriundo de meteoros que se vaporizam ao entrar na atmosfera. Assim, a mesosfera também é composta por uma parcela relativamente alta de ferro e outros metais.

Temperatura na mesosfera

A temperatura na mesosfera diminui conforme a altitude aumenta, variando entre -3°C no ponto mais baixo (estratopausa) e -143ºC no ponto mais alto, a mesopausa, a região mais fria de toda a atmosfera terrestre.

O que pode ser encontrado na estratosfera?

Alguns exemplos do que pode ser encontrado na estratosfera são:

• Meteoros em combustão
• Nuvens noctilucentes (um tipo especial de nuvens que brilham à noite)

Termosfera

A termosfera está localizada acima da mesosfera e abaixo da exosfera. Sua espessura é de aproximadamente 513 km, ou seja, muito maior do que todas as camadas inferiores combinadas.

Embora a termosfera seja considerada parte da atmosfera terrestre, a densidade do ar é tão baixa que a maior parte da camada é vista, erroneamente, como espaço sideral. Essa ideia é reforçada pelo fato de que a camada não possui moléculas suficientes para que ondas de som viagem.

Na termosfera, a radiação ultravioleta causa os fenômenos de fotoionização de moléculas, ou seja, a criação de íons através do contato entre um fóton e um átomo. Esse fenômeno é responsável pela criação da ionosfera, localizada dentro da termosfera. A ionosfera desempenha papel importante na propagação de ondas de rádio para regiões distantes da Terra.

É na termosfera que orbitam os satélites e a Estação Espacial Internacional (ISS). Além disso, é na termosfera que ocorre a aurora boreal.

A aurora boreal acontece com a colisão de partículas solares com a densidade atmosférica terrestre.

A palavra termosfera é originária do grego thermos (calor), refletindo o fato de que as temperaturas são extremamente altas nessa camada.

A fronteira entre a termosfera e a exosfera é chamada termopausa.

Composição da termosfera

Diferente das camadas situadas abaixo, nas quais os gases se misturam, na termosfera as partículas raramente se colidem, resultando em uma divisão uniforme de elementos. Além disso, grande parte das moléculas presentes na termosfera são quebradas pela luz solar.

Nas partes superiores da termosfera são compostas por oxigênio atômico, nitrogênio atômico e hélio.

Temperatura na termosfera

A temperatura na termosfera pode variar de 500ºC a 2000ºC. Isso ocorre pois grande parte da luz solar é absurda nessa camada.

O que pode ser encontrado na termosfera?

Alguns exemplos do que pode ser encontrado na termosfera são:

• Satélites
• Antigamente, o ônibus espacial
• ISS
• Aurora boreal
• Ionosfera

Exosfera

A exosfera é a maior e mais exterior camada da atmosfera terrestre. Ela se estende por 600 km até afinar e se misturar com o espaço interplanetário. Isso faz com que sua espessura seja de 10000 km. A fronteira mais distante da exosfera chega à metade do caminho para a lua.

O termo exosfera vem do grego exo (exterior), marcando o fato de que esta é a última camada atmosférica antes do vácuo do espaço.

Composição da exosfera

As partículas na exosfera são extremamente afastadas e, por isso, não são classificadas como gases pois a densidade é baixa demais. É possível que uma partícula viaje por centenas de quilômetros até colidir-se com outra. Elas também não são consideradas plasma pois não são eletricamente carregadas.

Nas regiões mais baixas da exosfera, é possível encontrar hidrogênio, hélio, dióxido de carbono e oxigênio atômico, mantendo-se minimamente presos à Terra pelo campo gravitacional.

Temperatura na exosfera

Devido ao fato de que a exosfera é quase vácuo (pela ausência de interação entre as moléculas) a temperatura na camada é constante e fria.

O que pode ser encontrado na exosfera?

Alguns exemplos do que pode ser encontrado na exosfera são:

• Telescópio espacial Hubble
• Satélites

Veja também:

• Atmosfera
• Satélite
• Vácuo

Quais são os gases que compõem a atmosfera terrestre Qual a porcentagem?

Quais são as porcentagens de cada gás que compõem o ar?

Quais são os gases de maior volume da atmosfera terrestre?

Quais são os três principais componentes do ar atmosférico e suas respectivas porcentagens em volume *?