QUÍMICA DE LA ATMOSFERA

QUÍMICA DE LA ATMOSFERA

1) a) ¿Cuáles son las regiones de la atmósfera terrestre?

La atmósfera es la capa de gases que se encuentra alrededor de la Tierra, cubriendo una distancia de aproximadamente 100 km.

La atmósfera está formada en un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno, en 1% de vapor de agua y en cantidades más pequeñas por argón o monóxido de carbono. Esta composición convierte en posible la vida en la Tierra al actuar de protección contra los rayos solares.

Se compone por: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera, exosfera

b) ¿Cuáles procesos o fenómenos se llevan a cabo en cada una de ellas?
Escriba las reacciones posibles en cada caso.

Troposfera: en ella se producen importantes movimientos verticales y horizontales de las masas de aire (vientos) y hay relativa abundancia de agua. Es la zona de las nubes y los fenómenos climáticos: lluvias, vientos, cambios de temperatura y también es la capa de más interés para la ecología. La temperatura va disminuyendo conforme se va subiendo, hasta llegar hasta unos -70ºC (70 bajo cero) en su límite superior.

Estratosfera: comienza a partir de la tropopausa y llega hasta un límite superior (estratopausa), situado a unos 50 km de altitud. La temperatura cambia su tendencia y va aumentando hasta llegar a ser de alrededor de 0ºC en la estratopausa. En esta parte de la atmósfera, entre los 30 y los 50 kilómetros, se encuentra el ozono, importante porque absorbe las dañinas radiaciones de onda corta.

Casi no hay movimiento en dirección vertical del aire, pero los vientos horizontales llegan a alcanzar frecuentemente los 200 km/h, lo que facilita el que cualquier sustancia que llega a la estratosfera se difunda por todo el globo con rapidez.

Mesosfera: Contiene sólo cerca del 0,1% de la masa total del aire. Es importante por la ionización y las reacciones químicas que ocurren en ella. La disminución de la temperatura, combinada con la baja densidad del aire en la mesosfera, determina la formación de turbulencias y ondas atmosféricas que actúan a escalas espaciales y temporales muy grandes.

La mesosfera es la capa donde las naves espaciales que vuelven a la Tierra empiezan a notar la estructura de los vientos de fondo, y no sólo el freno aerodinámico.

Termosfera o ionosfera: Cuando las partículas de la atmósfera se ionizan por la radiación ultravioleta, tienden a permanecer ionizadas debido a las mínimas colisiones que se producen entre los iones. La ionosfera tiene una gran influencia sobre la propagación de las señales de radio. Una parte de la energía radiada por un transmisor hacia la ionosfera es absorbida por el aire ionizado y otra es refractada, o desviada, de nuevo hacia la superficie de la Tierra. Este último efecto permite la recepción de señales de radio a distancias muchos mayores de lo que sería posible usando las ondas que viajan a la altura de la superficie terrestre.

Exosfera: En esta capa la temperatura no varía y el aire pierde sus cualidades físico–químicas. Está constituida por materia plasmática. En ella la ionización de las moléculas determina que la atracción del campo magnético terrestre sea mayor que la del gravitatorio (de ahí que también se la denomina magnetosfera).Por lo tanto, las moléculas de los gases más ligeros poseen una velocidad media que les permite escapar hacia el espacio interplanetario sin que la fuerza gravitatoria de la Tierra sea suficiente para retenerlas. Los gases que así se difunden en el vacío representan una pequeñísima parte de la atmósfera terrestre.

c) ¿Cómo se distribuyen estas capas?

• La troposfera, extendida a 11-15 km de la superficie terrestre. Contiene el 75% de la masa atmosférica y en ella se produce los cambios temporales, las nubes y las precipitaciones.
• La estratosfera, extendida de 15 a 50 km de la superficie terrestre. Al revés que la troposfera, su parte superior es la más caliente.
• La mesosfera, extendida de 50 a 80 km de la superficie terrestre. Es lo suficientemente gruesa como para enlentecer la velocidad de los meteoritos, por lo que entran en combustión.
• La termosfera, extendida desde los 80 km de la superficie terrestre hasta 690 km.
• La exosfera, extendida desde los 690 km hasta los 10 000 km.

2) a) ¿Qué es la capa de ozono y cuál es su función?

Se denomina capa de ozono, a la zona de la estratosfera terrestre que contiene una concentración relativamente alta de ozono, reúne el 90 % del ozono presente en la atmósfera y absorbe del 97 % al 99 % de la radiación ultravioleta de alta frecuencia.

b) ¿Dónde se ubica?

Esta capa, que se extiende aproximadamente de los 15 km a los 50 km de altitud

c) ¿Cuáles son los gases que destruyen esta capa en la atmósfera?

Son los llamados Clorofluorocarbonos o clorofluorocarburos (denominados también CFC o Halones). Los CFC son una familia de gases que se emplean en múltiples aplicaciones, siendo las principales la industria de la refrigeración y de propelentes de aerosoles. Están también presentes en aislantes térmicos. Son derivados de los hidrocarburos saturados obtenidos mediante la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de cloro y flúor.
d) ¿De qué forma actúan esos gases sobre el ozono? 

 Debido a su larga existencia y al hecho de que no se lavan con la lluvia, es posible para los CFC elevarse hacia la capa de ozono, donde al estar expuesta a la radiación ultravioleta la molécula sufre una ruptura. A medida que esta se descompone libera cloro y bromo a la capa de ozono. Estos dos químicos son responsables del daño y agotamiento de la misma. Por cada átomo de cloro liberado, 100.000 moléculas de ozono son destruidas. Debido a esto la capa de ozono se debilita más rápidamente de lo que se puede recuperar. Aunque algunos de los cloros en la atmósfera existen debido a causas naturales, como incendios, erupciones volcánicas y vida marina, la mayoría de los cloros en esta son producto de las emisiones de CFC y otros químicos producidos por el hombre.

e) Mencione los principales daños a la ecología que ocasiona su disminución
(de la capa de ozono).

• En las plantas se alteran los ciclos vegetativos, disminuyendo la cantidad y calidad de las cosechas.
• El aumento de la radiación UV en la superficie terrestre estimula la reactividad química entre los gases propios de la contaminación industrial, aumentando los problemas ambientales como la lluvia ácida.
• las radiaciones ultravioleta afectan la capacidad de las plantas de absorber la luz del sol en el proceso de fotosíntesis. También puede verse reducido el contenido nutritivo y el crecimiento de las plantas.
• El nivel del mar aumentaría como consecuencia de la expansión de sus aguas, cuando se recalienten y derritan los glaciares. Sostienen los científicos que para el año 2050 el aumento del mar será de 0,3 a 1,2 metros, produciéndose inundaciones costeras y erosiones. También pronostican contaminaciones de suministros hídricos por la ausencia de agua salada y se verá afectadas la economía de las zonas costeras.

f) ¿Qué es el agujero de ozono?

El agujero de ozono es un fenómeno descubierto en la Antártida en 1985. Se ha formado principalmente sobre la Antártida y puede presentarse en otros sitios debido a la combinación única de condiciones de tiempo que favorecen las reacciones destructivas del ozono junto con la aparición de la luz solar en primavera del Hemisferio Sur.

g) ¿Qué repercusiones tiene para la vida en la Tierra?

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