CAPÍTULO 1 / TEMA 3

La materia y sus propiedades

CARACTERÍSTICAS Y ESTRUCTURA GENERAL DE LA ATMÓSFERALa atmósfera es la capa gaseosa que recubre nuestro planeta. Su composición hace posible la vida tal como la conocemos, es por ello que nuestro deber es cuidarla.

La atmósfera está compuesta por diversas sustancias químicas en estado gaseoso que se distribuyen de forma heterogénea a lo largo de la misma. Entre sus componentes más importantes se encuentran:

• Nitrógeno (N2): es el componente mayoritario del aire. Se caracteriza por ser poco reactivo. • Oxígeno (O2): es un gas reactivo y parte vital del proceso de respiración del ser humano, así como de otros seres vivos. • Dióxido de carbono (CO2): se encuentra en menos proporción que los anteriores. Sin embargo, cumple un rol importante en la naturaleza, ya que participa en la fotosíntesis y en la regulación de la temperatura atmosférica.• Ozono (O3): es un gas minoritario presente en la estratósfera. Su proceso de producción a partir del oxígeno atmosférico absorbe la mayor parte de los rayos ultravioleta nocivos procedentes del Sol, de manera que cumple una función protectora.• Vapor de agua (H2O): se encuentra principalmente en las nubes, en donde actúa como gas de efecto invernadero.

¿CUÁL ES LA COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA?

La naturaleza mantiene el equilibrio gracias a diversos ciclos que garantizan la producción y reciclaje de la materia a nuestro alrededor. Los gases atmosféricos como el oxígeno, el dióxido de carbono y el nitrógeno constituyen parte importante de dichos ciclos, tal como se indica a continuación:

- Ciclo del carbono

El ciclo del carbono comienza con la absorción del dióxido de carbono por parte de los organismos autótrofos. Luego, estos organismos transforman el dióxido de carbono en otros compuestos conocidos como carbohidratos mediante la fotosíntesis.

Finalmente, el carbono se transfiere de un nivel trófico a otro a través de la alimentación desde los herbívoros hasta los carnívoros. Cada uno de estos consumidores toma el oxígeno presente en la atmósfera que fue previamente desechado por los organismos autótrofos, y libera dióxido de carbono durante el proceso de respiración.

¿CUÁLES SON LAS FUENTES Y CÓMO SE RECICLAN LOS GASES EN LA ATMÓSFERA?

MAL DEL PÁRAMOEl conocido mal del

paramo es causado por la hipoxia o falta de oxígeno, ya que la

concentración de este gas disminuye con

la altura.

El efecto invernadero es un proceso natural mediante el cual diversos gases de nuestra atmósfera retienen el calor proveniente de

la radiación solar con la finalidad de mantener la temperatura ideal para la

existencia de la vida.

El desarrollo de la sociedad y su eminente crecimiento industrial ha impactado

negativamente en este proceso atmosférico. La emisión excesiva de gases como el dióxido de carbono y el metano ha generado una acumulación de los mismos

en nuestra atmósfera y por ende una mayor absorción del calor que se traduce en el

aumento de la temperatura, un fenómeno conocido como calentamiento global.

EFECTO INVERNADERO ≠ CALENTAMIENTO GLOBAL

Composición porcentual de las diferentes sustancias que conforman el aire.

No, la atmósfera también contiene partículas sólidas y líquidas que se

encuentran suspendidas en el aire, como por ejemplo el polvo que levanta el viento,

las cenizas volcánicas o el polen. Estos materiales tienen una distribución muy variable según los vientos y la actividad

humana. Entre los líquidos, la sustancia más importante es el agua en suspensión que se

encuentra en las nubes.

¿SÓLO GASES?

Organismosdescomponedores

Respiraciónde las plantas

Carbónmineral

Respiraciónanimal

Fotosíntesis

Combustión

Ciclo del carbono.

- Ciclo del nitrógeno

El nitrógeno molecular que se encuentra en la atmósfera es absorbido por las bacterias fijadoras de nitrógeno, las cuales lo transforman en amoniaco, éste a su vez es convertido en nitratos por acción de las bacterias nitrificantes. Los nitratos son utilizados asimilados y utilizados por las plantas para posteriormente ser absorbidos mediante la alimentación por los animales herbívoros y así sucesivamente hasta la cima de la cadena alimentaria.

Finalmente, los desechos nitrogenados excretados por los animales provocan la amonificación de los suelos. El amonio (NH4+) es transformado nuevamente a nitratos, que a su vez son transformados por las bacterias desnitrificantes en nitrógeno molecular que regresa a la atmósfera.

- Ciclo del agua

El ciclo inicia con la evaporación del agua de los océanos, mares y ríos producto de la radiación solar, que también ocasiona la evapotranspiración en las plantas. Luego, el vapor de agua se condensa para formar las nubes, las cuales se saturan y precipitan en forma directa cuando caen sobre los océanos y en forma indirecta cuando caen sobre los suelos, donde ocurre la infiltración y transporte de agua hasta los mares y océanos.

Como ya se ha mencionado la atmósfera está compuesta por diferentes gases cuya distribución no es homogénea, por ello es posible distinguir cinco subcapas atmosféricas.

- Tropósfera: es la subcapa que está en contacto con la superficie terrestre. En ella ocurren los fenómenos meteorológicos como tormentas tropicales, lluvias, vientos y huracanes.

Por su composición es la capa más densa de la atmósfera, ya que contiene la mayor parte del oxigeno, además del vapor de agua.

CAPAS DE LA ATMÓSFERA Y SU COMPOSICIÓN

La quema de combustibles fósiles libera dióxido de carbono a la atmósfera.

Ciclo del agua.

Fijación

Fijación

Nitri�caciónD

enitri�c

ación

Den

itri�c

ación

Asimila

ción

Asimila

ción

FertilizanteBacterias

desnitri�cantes

Compuestos

orgánico

s

Nitratos libres, nitritos y amoníaco

Excreción

Fijación

Ciclo del nitrógeno.

CONDENSACIÓN

PRECIPITACIÓN

LLUVIANIEVE

ESCORRENTÍASUPERFICIAL

AGUA SUBTERRÁNEA

EVAPORACIÓN

¿QUÉ HACER PARA CUIDAR NUESTRA ATMÓSFERA?

Plantar árboles. Reciclar materiales como

el papel y el cartón.

Evitar el uso de aerosoles que

contengan clorofluorcarbona

dos (CFC).

Transportarse en bicicleta siempre que sea posible.

- Estratósfera: se ubica a 50 km de altitud y debe su nombre a su organización estratificada. La principal característica de esta subcapa es que contiene el 90 % del ozono presente en la atmósfera, este compuesto químico tiene la función de proteger al planeta de las radiaciones nocivas provenientes del espacio.

- Mesósfera: es conocida por ser la capa donde se observan las estrellas fugaces, meteoroides que se desintegran al ingresar a nuestro planeta. También se caracteriza por presentar mayor formación de turbulencias producto de la baja densidad del aire.

- Termósfera: también conocida como ionósfera, es aquella capa donde los rayos gamma, los rayos X y la radiación ultravioleta proveniente del espacio producen la ionización de átomos y moléculas, lo que su vez genera un aumento en la temperatura.

- Exósfera: es la capa de transición entre la atmósfera y el espacio. Debido a ello, los gases en esta capa pierden sus propiedades fisicoquímicas y se dispersan hasta alcanzar una composición similar a la del espacio.

La temperatura en la mesósfera disminuye al aumentar la altura.

En la ionósfera ocurre uno de los fenómenos atmosféricos más interesantes, las auroras polares.

La función principal del vapor de agua es regular la temperatura.

En la exósfera se encuentran los satélites artificiales.

¿SABÍAS QUÉ?

Las divisiones entre una y otra capa atmosférica reciben los

siguientes nombres: tropopausa, estratopausa, mesopausa y termopausa.

QUIERO SABER SOBRE...

Los fenómenos ópticos que ocurren en la atmósfera son el resultado de la

interacción entre la luz proveniente del Sol y los diferentes componentes

de la atmósfera. En general, los fenómenos ópticos se dan como

consecuencia de la reflexión, refracción y dispersión de la luz, entre los más conocidos están el

arcoíris y el parhelio. También existen fenómenos de naturaleza luminiscente

como las auroras polares.

EXÓSFERA

TERMÓSFERA

MESÓSFERA

ESTRATÓSFERA

TROPÓSFERA

Capas de la atmósfera.

La presión atmosférica se mide con un barómetro.

El aire que conforma la atmósfera es un fluido, de manera que los seres humanos, animales, plantas y objetos estamos inmersos en un fluido permanentemente, el cual ejerce una fuerza sobre la superficie terrestre a la que denominamos presión atmosférica.

La presión atmosférica disminuye con la altitud, hay más presión en un valle que en la cima de una montaña. Este hecho afecta las propiedades físicas de las sustancias. Por ejemplo, en una ciudad ubicada a 3.000 msnm la presión atmosférica es de 0,7 atm, lo que provoca que el punto de ebullición agua descienda a 90 °C.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA