31/08/2016

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La atmósfera terrestreLa atmósfera terrestre

Biología y Geología

1º de E.S.O.

Francisco J. Barba Regidor

Curso: 2016-17

Definición y composición

La atmósfera (o aire) de la Tierra es la fina capa de gases que rodea el planeta y que es retenida por la gravedad del planeta.Esta capa se compone de una mezcla de diferentes gases en diferentes proporciones. Aunque no podemos verlo, somos capaces de percibir su presencia por medio del viento.La composición del aire es también diferente de unos lugares a otro. Por lo tanto, es diferente, en ambientes limpios que en las contaminados.Cuando el aire es limpio y seco, su composición se muestra en la tabla en la siguiente diapositiva.

La cordillera de los Andes tal como se ve desde la nave Gemini 7, que muestra la vista de la atmósfera desde

el espacio. Imagen de Wikipedia.

¿Qué es el estado gaseoso?

• Toda la materia está formada por partículas que ocupan un espacio.

• En los sólidos, las partículas están fijas en una posición dada.

• En los líquidos, las partículas están juntas, pero se pueden mover unas en relación con otras.

• En los gases, las partículas no están juntas y se mueven unas en relación con otras en todas las direcciones.

En la materia gaseosa, además, las partículas ocupan todo el volumen del recipiente que las contiene.

Por tanto, este tipo de materiales, presenta masa fija, volumen variable y forma variable, pues los gases adquieren la forma y el volumen del recipiente que los contiene.

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Comportamiento de los gases.

Las partículas de los gases se mezclan con facilidad.

Los gases expulsados por los seres vivos o por los volcanes se mezclan con los de la atmósfera terrestre y pasan a formar parte de ella.

Del mismo modo ocurre con los gases contaminantes.

Entre las partículas de un gas siempre hay un espacio que puede ser ocupado por otra partícula, incluso si el gas se encuentra dentro de un recipiente.

El origen de la atmósfera• La atmósfera se origina a partir de los gases aportados por los planetesimales

que contribuyeron a formar la Tierra.• En la atmósfera primitiva había esencialmente vapor de agua, dióxido de

carbono, nitrógeno y otros gases menos abundantes. Pero no había oxígeno.• Estos gases, aportados por los planetesimales, una vez encerrados en el interior

de la Tierra primitiva, fueron siendo expulsados al exterior por erupciones volcánicas.

• La atmósfera de hoy iría apareciendo a medida de los gases aportados por los primeros seres vivos, particularmente, fotosintenizadores, que incorporaron oxígeno.

La atmósfera primitiva

Los gases de la atmósfera primitiva fueron sustituidos por la acción de los primeros seres vivos (cianobacterias), que producían oxígeno por fotosíntesis.

Las moléculas formadas a partir de estas reacciones ocuparon el lugar de algunos gases.

Mucho más tarde, se formó una capa de ozono 10 kilómetros por encima de la superficie con oxígeno normal. La capa de ozono protege la vida de la radiación dañina del sol.

Fuente (modificada):http://www.ozh2o.com/atmos.jpg

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La composición del aire

Nombre Símbolo % en Volumen

Nitrógeno N2 78.084 %

Oxígeno O2 20.9476 %

Argon Ar 0.934 %

Dióxido de carbono CO2 0.0314 %

Neón Ne 0.001818 %

Metano CH4 0.0002 %

Helio He 0.000524 %

Kripton Kr 0.000114 %

Hidrógeno H2 0.00005 %

Xenon Xe 0.0000087 % Imagen de Wikipedia

Estructura de la atmósfera

La atmósfera se divide en 4 capas, atendiendo a sus características físicas:

Troposfera (0-12Km). Es la capa inferior, donde se desarrolla la vida y se producen los fenómenos atmosféricos. Termina en la Tropopausa.

Estratosfera (12 a 45 Km). Se produce un aumento en la temperatura de la Atmósfera que puede alcanzar los 100ºC. Aquí hay una mayor concentración de ozono (la Ozonosfera). El ozono ( 03) es un gas estable que absorbe radiaciones UV, que imposibilitan el desarrollo de la vida. Esta capa termina en la Estratopausa.

Mesosfera (40 a 90Km). Se produce una disminución de la temperatura, que puede llegar a -80 ºC. Termina en la Mesopausa.

Ionosfera o Termosfera (90 a 500Km). Se denomina así porque los átomos y moléculas existentes se encuentran en forma de iones, es decir, con carga eléctrica. También, se denomina Termosfera, porque la temperatura de esta capa aumenta hasta los 1.500 ºC, debido a la absorción de la energía de las radiaciones que llegan a ella. En esta capa se produce la reflexión de las ondas de radio y televisión.

Imagen y texto tomados de http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno

/3ESO/energia_externa/contenidos6.htm

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Las capas de la atmósfera, su ocupación y su capacidad de protección

PROPIEDADES DE LA ATMÓSFERA

• Presenta una elevada transparencia a la luz. Ello le proporciona una gran visibilidad y mayor eficacia para la fotosíntesis.

• Permite la propagación del sonido, ya que las ondas sonoras se transmiten a través del aire.

• Tiene poder de sustentación. Ello posibilita el vuelo de los organismos voladores.

El aire posee una serie de características que permiten a los organismos terrestres desarrollar sus actividades. Entre ellas destacan:

Importancia de la atmósfera para los seres vivos

La atmósfera aporta la mayor parte de los gases que son esenciales para los seres vivos.

La atmósfera, a través de los procesos que la caracterizan, posibilita la existencia de agua líquida, imprescindible para la vida.

La atmósfera ejerce una acción reguladora de la temperatura de la superficie del planeta, manteniéndola en unos márgenes adecuados para el desarrollo de los seres vivos.

La atmósfera ejerce una acción protectora inhibiendo la acción destructora de los meteoritos o de las radiaciones cósmicas perjudiciales.

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Los gases atmosféricos y los seres vivos

• Dióxido de carbono, CO2. Fundamental para que los organismos autótrofos puedan realizar la fotosíntesis. Además, todos los organismos que respiran y la combustión expulsan este gas a la atmósfera.

• Oxígeno, O2. Indispensable en la respiración, proceso que destruye moléculas orgánicas formando H2O y CO2 y libera energía para que los organismos lleven a cabo sus procesos vitales.

• Nitrógeno, N2. Imprescindible en la constitución de las proteínas y de los ácidos nucleicos.

• Vapor de agua, H2O. Esta substancia forma parte del ciclo del agua, fundamental para los seres vivos.

Fenómenos atmosféricos producidos por el vapor del agua

1. Debidos a la condensación: la formación de nubes, niebla, rocío o escarcha por contacto con superficies sólidas (núcleos de condensación) o por enfriamiento más o menos brusco de esas masas de vapor.

2. Debidos a precipitación: Las gotas formadas por condensación pueden chocar unas con otras y crecer, aumentando su peso precipitando. Si lo hace de forma líquida se forma la lluvia, si lo hace en estado sólido, en forma de copos de nieve e incluso de granizo.

Nubes Niebla

Rocío Escarcha

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Nubes y más…

Hay tres tipos básicos de nubes: cirros, cúmulos y estratos.

Hay numerosas variaciones de éstas.

Cúmulos sobre Swifts Creek, Victoria, Australia. From:http://en.wikipedia.org/wiki/Cloud

Nubes…

Cirros: Nubes tenues y delgadas. De:

http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/wwhlpr/cirrus.rxml?hret=/guides/mtr/cld/cldtyp

/home.rxml

Altocumulus: Nubes que forman bandas paralelas o masas redondeadas. De: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/wwhlpr/altocumulus.rxml?hret=/guides/mtr/cld/cldtyp/home.rxml

Nimbostratos: Nubes oscuras de baja altura con precipitaciones. From: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/wwhlpr/nimbostratus.rxml?hret=/guides/mtr/cld/cldtyp/home.rxmlCúmulos de

buen tiempo:Bolas de algodón hinchadas que flotan en el cielo. De:http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/wwhlpr/fair_cumulus.rxml?hret=/guides/mtr/cld/cldtyp/home.rxml

Fenómenos atmosféricos producidos por el vapor del agua

1. Debidos a la condensación: la formación de nubes, niebla, rocío o escarcha por contacto con superficies sólidas (núcleos de condensación) o por enfriamiento más o menos brusco de esas masas de vapor.

2. Debidos a precipitación: Las gotas formadas por condensación pueden chocar unas con otras y crecer, aumentando su peso precipitando. Si lo hace de forma líquida se forma la lluvia, si lo hace en estado sólido, en forma de copos de nieve e incluso de granizo.

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Tipos de precipitaciones

Nubes y precipitaciónLa lluvia ocurre cuando la condensación hace que las gotas grandes y pesadas que caigan a la Tierra. La nieve y el granizo se producen cuando el vapor de agua se congela en las nubes.Las nubes se forman cuando el aire ascendente se enfría. Las moléculas de vapor de agua en el aire se condensan para formar gotitas o cristales de hielo.

Figura de: Ciencias de la Naturaleza, 1º de ESO, Entorno. Ed. SM

Contaminación atmosférica (1)El término contaminación atmosférica se aplica por lo general a las alteraciones de la atmósfera que tienen efectos perjudiciales sobre la salud de los seres vivos y los elementos materiales, y no a otras alteraciones inocuas.

Los principales mecanismos de contaminación atmosférica son los procesos industriales que implican combustión, tanto en industrias como en automóviles y calefacciones residenciales, que generan dióxido y monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros contaminantes. Igualmente, algunas industrias emiten gases nocivos en sus procesos productivos, como cloro o hidrocarburos que no han realizado combustión completa.

La contaminación atmosférica puede tener carácter local, cuando los efectos ligados al foco se sufren en las inmediaciones del mismo, o planetario, cuando por las características del contaminante, se ve afectado el equilibrio general del planeta y zonas alejadas a las que contienen los focos emisores.

En general se habla de contaminacióncuando nos referimos a la acumulación de substancias que alteran la composición de un determinado medio. En el caso de tratarse del aire, hablamos de contaminación atmosférica.

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Contaminantes atmosféricos

Contaminantes atmosféricos

FísicosFísicos

Radiaciones electromag-

néticas

Radiaciones electromag-

néticasRuidoRuido RadiactividadRadiactividad

QuímicosQuímicos

Substancias químicas

Substancias químicas

Contaminación atmosférica (2)

1, Contaminación atmosférica generada por los automóviles en una autopista sudafricana. 2, Esta planta generadora de Nuevo México libera dióxido de azufre y otros contaminantes del aire. 3, Smog

en Shanghai. Imágenes tomadas de Wikipedia.

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Efectos de la contaminación atmosférica

• Provoca enfermedades respiratorias,como bronquitis crónica, cuando se acumula en los niveles más bajos de la atmósfera. Algunos gases contaminantes son tóxicos y en recintos cerrados pueden producir envenenamiento (monóxido de carbono, p.ej.),

• Destruye el ozono de la estratosfera,debido a que algunos contaminantes contienen sustancias que reaccionan con él y lo destruyen. Es el caso de los CFC.

• Produce el sobrecalentamiento de la atmósfera, ya que el dióxido de carbono, el metano, CFC y otros gases retienen parte de la energía que desprende la Tierra

La contaminación atmosférica puede repercutir de diversas formas sobre las personas y sobre el medio.

Contaminación atmosférica. Tomado de http://fernanda-

aguilera.nireblog.com/post/2007/08/10/la-contaminacion-atmosferica

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Consecuencias de la contaminación

ESCALAS

GLOBAL OPLANETARIA

REGIONAL LOCAL

Calentamiento global y Cambio Climático,

Destrucción del ozono estratosférico

Lluvia ácidaDestrucción de hábitats

EnfermedadesMuerte

El calentamiento global

Imag

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Variaciones producidas (1)

Imagen tomada del Informe Síntesis sobre el Cambio Climático-2007, del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático

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Variaciones producidas (2)

Variación de la temperatura global y de la concentración de dióxido de carbono presente en el aire en los últimos 1000 años. Imagen de Wikipedia.

Variaciones producidas (3)

Las previsiones

Imagen de: Ciencias de la Naturaleza, 1º de ESO, Entorno. Ed. SM

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Consecuencias…

• Fusión de masas glaciares y aporte de agua dulce a los océanos.

• Incremento del nivel del mar e invasión de grandes zonas costeras.

• Calentamiento irregular de los océanos y modificación del ciclo del agua: grandes tormentas, sequías, etc.

• Desarrollo de plagas y enfermedades tropicales.

• Desaparición de ecosistemas.

• Hambrunas.

http://www.cambioclimaticoglobal.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Cambio_climático

http://www.csic.es/documentos/colecciones/divulgacion/cambioGlobal.pdf

http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_201503666/Cambio_global.html

Para saber más acerca del cambio climático…

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El problema con el ozono de la estratosfera

El ozono de la estratosfera nos protege de las radiaciones solares:

• Los rayos X y los rayos gamma.

• Los rayos ultravioleta (UVB y UVC).

El ozono de la estratosfera se destruye por la acción de gases de origen exclusivamente humanos: los CFC:

• Ver esquema en diapositiva siguiente.

• Los efectos de la destrucción de este ozono.

A. Proceso natural de la destrucción y formación continua del ozono en la estratosfera.

B. Proceso inducido por la presencia de los gases clorofluo-rocarbonados, ricos en Cloro, que se libera en la estratosfera e impide que se vuelva a crear ozono a partir del que se ha destruido anteriormente.

Consecuencias de la desaparición del ozono estratosférico

• Efectos sobre la salud de las personas: enfermedades de la piel (cáncer), afección al sistema autoinmune, problemas en la vista.

• Efectos sobre la salud de los ecosistemas: desaparición del fitoplancton.

• Efectos sobre el cambio climático: sobrecalentamiento atmosférico.

• Otros efectos.

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¿Cómo evitar la contaminación atmosférica?

Es preciso evitar o disminuir las emisiones de gases contaminantes a la atmósfera. Para ello, tanto a nivel local como internacional se han establecido normas que persiguen los siguientes objetivos:

Reducir el consumo de carbón y petróleo para disminuir las emisiones de dióxido de carbono que favorecen el sobrecalentamiento de la atmósfera.

Prohibir las emisiones a la atmósfera de contaminantes tóxicos o peligrosos.

Exigir medidas a las industrias para filtrar y depurar los gases producidos.

Incentivar la reforestación.

Sustituir las fuentes de energía tradicionales por otras alternativas no contaminantes.

Reducir los residuos, reutilizarlos y reciclarlos, tanto los materiales como los energéticos.

TEMA 4.LA ATMÓSFERA

…ESO ES TODO POR EL MOMENTO.