Origen y evolución de la atmosfera.

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR

INSTITUTO PEDAGÓGICO DE BARQUISIMETO

LUIS BELTRÁN PRIETO FIGUEROA

UNIDAD I: ORIGEN DEL UNIVERSO Y FORMACIÓN DE LA TIERRA

LA ATMÓSFERA.

Participantes:

Araujo, Robert

Juárez, Yosmar

Meléndez, Robertsy

Narváez, Nelsy

Sección: 8BI01N

Prof. Alexaivy Torres

Barquisimeto, Marzo de 2014

Origen, Características y Evolución de la Atmósfera

     En los primeros estadios de formación los planetas interiores de tipo terrestre (de Mercurio a Marte) se desarrollaron de una manera análoga. El núcleo metálica, compuestos de elementos ferromagnéticos tales como el hierro y el níquel, pudo haber empezado a formarse por atracciones magnéticas mutuas entre los planetesimales metálicos. Después del completo desarrollo del núcleo, las fuerzas gravitatorias fueron lo suficientemente intensas como para atraer a los planetesimales de estructuras pétrea, que se apilaron capa a capa encima del núcleo. El planeta también pudo haberse formado con una mezcla homogénea de rocas y metal. Los elementos radioactivos de gran intensidad, llamados “radionucleótidos”, generaron una enorme cantidad de calor, fundiendo el planeta desde el interior hacia afuera. El planeta se reestructuró entonces formando capas concéntricas, dado que los elementos metálicos más pesados caían hacia el interior y las sustancias más ligeras subían a la superficie. Los planetesimales que caían a la superficie contribuyeron a su calentamiento por la fricción del impacto. Todo el proceso tardó alrededor 100 millones de años, quedando como resultado un planeta parcialmente fundido.

     La presencia de una mezcla gaseosa difundiéndose por el Sistema Solar inicial proporcionó a cada planeta de tipo terrestre una atmósfera masiva, y su compresión gravitatoria creó temperaturas en la superficie superiores al punto de fusión de las rocas. El Sol en formación estaba incandescente debido a la compresión de los gases sobre el núcleo. En un momento dado, el Sol explosionó como consecuencias de las reacciones termonucleares que se producían en núcleo. Esto produjo un fuerte viento solar que barrió las atmósferas originales de los planetas de tipo terrestre, transportando los gases hacia los gigantescos planetas gaseosos exteriores (de Júpiter a Saturno), y aún más lejos.

      Los planetas exteriores tienen núcleos rocosos tan grandes como la Tierra, si no mayores, un manto posiblemente de hielo, y una espesa capa de gas comprimido, compuesta principalmente de hidrógeno, helio, metano y amoníaco. Plutón, las lunas de los planetas exteriores y los cometas son esencialmente rocas revestidas de gruesas capas de hielo. Júpiter tiene más o menos la misma composición que el Sol y, si no hubiera detenido su crecimiento, podría haber entrado en combustión como una pequeña estrella compañera y rivalizado con la luna de la Tierra en brillo.

    Una vez que el Sol hubo barrido de gases la región de los planetas de tipo terrestre éstos se convirtieron en esferas de roca caliente y estéril que giraban en torno a él desprovistas de atmósfera, como son hoy en día Mercurio y la Luna. Sin la atmósfera la superficie de cada planeta se enfrió rápidamente formando una primitiva corteza, como la que se forma en la superficie de un pudding que se empieza a enfriar en un recipiente. Esta corteza no era muy consistente porque el interior de cada planeta estaba todavía en estado de fusión y la agitación producida por la corriente de convección mantenían el manto bien mezclado sin permitir separaciones químicas. Por tanto, la densidad de las rocas que se solidificaban en la superficie no era muy diferente de las del manto, como resultado, la corteza era muy inestable y, bien se volvía a fundir en la superficie, o bien se sumergía en el manto y se fundía, o simplemente daba la vuelta como un barco desequilibrado y finalmente se fundía. Esta inestabilidad es la razón de que no haya registro geológico de los primeros 700 millones de años de existencia de la Tierra.

     El manto jugó un papel importante dando forma a la Tierra y confiriéndola un carácter único. Grandes cantidades de gases y vapor de agua que fueron expulsados por el manto a través de erupciones volcánicas en los que los geólogos llaman el “gran eructo”. El manto proporcionó la atmósfera, los océanos, la tierra y el carbono, a partir del cual surgió la vida.

     Los primeros volcanes eran gigantes en comparación con los actuales, como enormes cañones que disparan al espacio fragmento de rocas y cenizas a 100 kilómetros o más. Debido a que la Tierra no tenía atmósfera los restos no eran esparcidos por corrientes de aire, sino que caían de nuevo alrededor del cráter volcánico produciendo volcanes de alturas prodigiosas. Violentos chorros de lava irrumpían en el exterior a través de las grietas de la delgada corteza, y la Tierra se encontraba pavimentada de basalto, formando “marias” o llanuras de basalto, similares a las encontradas en nuestros días en la Luna o Marte. La superficie de la Tierra estaba salpicada de volcanes activos que entraban en erupción uno tras otro como miles de chimeneas industriales humeantes.

     Los helados visitantes del espacio exterior golpeaban la Tierra y proporcionaban una cantidad sustancial de vapor de agua y gases. El aluvión de meteoros comenzó hace alrededor de 4200 millones de años y duró aproximadamente 300 millones de años. Algunos meteoritos estaban compuestos de rocas, otros de metal y otros de agua y gas congelado. Estos meteoritos, junto con los cometas, que son esencialmente rocas encastradas en hielo llegaron desde los confines del Sistema Solar, donde se formaron a partir de los gases expulsados por el viento solar. Por tanto, algunas de las sustancias volátiles que se perdieron cuando la atmósfera inicial fue barrida pudieron regresar por medio de los meteoros y los cometas. A medida que la presión de la atmósfera continuó aumentando, los meteoros más pequeños se quemaban por fricción al entrar en contacto con la atmósfera.

     Una gran cantidad de carbono cayó del cielo en forma de meteoros llamados “condritos carbónicos” que consiste en trozos de rocas ricas en carbono con pequeñas esferas minerales incrustadas llamadas “cóndrulos”, que son restos del Sistema Solar. Se han hallado aminoácidos y bases de  ADN en meteoritos procedentes de algún lugar del Sistema Solar.

     Con toda esta gran actividad volcánica y meteórica, la Tierra pudo formar con facilidad una segunda atmósfera. El vapor de agua era tan espeso que la presión atmosférica era varias veces mayor de lo que es hoy en día. La superficie estaba todavía muy caliente y el dióxido de carbono, el metano, el amoníaco (que se descomponía en nitrógeno e hidrógeno) y el vapor de agua produjeron un “efecto invernadero”, similar al producido a un invernadero que mantiene las plantas calientes en invierno. Los gases del efecto invernadero mantuvieron la temperatura de la joven atmósfera muy por encima del punto de ebullición del agua, a pesar de que el Sol brillaba tan tenuemente como lo hace hoy día sobre Marte. El Sol era tan débil que si la Tierra hubiera tenido la atmósfera actual, la temperatura de la superficie sería la misma que la de la Antártida en lo más avanzado del invierno, y los océanos serían bloques de hielo. Los gases del efecto invernadero retuvieron el calor del Sol en la superficie de la Tierra evitando que escapasen hacia el espacio.

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