Caracterização da atmosfera composição física e química, camadas atmosféricas e gases do efeito estufa

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Meio Ambiente
Caracterização da atmosfera: composição física e
química, camadas atmosféricas e gases do efeito
estufa
A atmosfera está presente em alguns planetas do sistema solar. É uma fina
camada que envolve esses planetas, não possuindo odor e coloração, composta
basicamente por gases e poeira, retidos pela ação da força da gravidade.
Quando o planeta Terra é visto pelo espaço, podemos observar uma esfera de
coloração azul brilhante e particular. Esse efeito cromático é produzido pela
dispersão da luz solar sobre os gases atmosféricos, dando à esfera terrestre essa
beleza exuberante.
A atmosfera tem um total de 480 quilômetros de espessura e não se distribui de
forma homogênea ao redor da terra. Ela também pode ser chamada de “grande
cobertor do planeta” porque protege a Terra, e todas as suas formas de vida, de um
ambiente hostil, o espaço cósmico que contém radiações extremamente energéticas.
Ela tem várias funções, uma delas é agir como condensador que transporta
água dos oceanos aos continentes constituindo um componente fundamental no
ciclo hidrológico do planeta, como também atuante no compartimento de deposição
de gases e de particulados, como o CO2 e o O2, produtos dos processos
respiratório e fotossintético de plantas terrestres e aquáticas e de compostos
nitrogenados essenciais à vida na Terra, fabricados por organismos como bactérias
e fungos.
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A atmosfera tem a função vital de proteger o
nosso planeta Terra.
Ela absorve a maior parte da radiação cósmica e eletromagnética do Sol,
realiza a manutenção do balanço de calor na Terra, absorve a radiação
infravermelha emitida pelo sol e aquela reemitida pela Terra, estabelecendo assim as
condições para que não tenhamos as temperaturas extremas que existem em outros
planetas e satélites que não possuem atmosfera.
Composição física e química
A atmosfera era composta, no início da formação do planeta Terra,
basicamente por gases, dentre eles, o dióxido de carbono, o metano, a amônia, o
nitrito e os vapores d’água. Esses elementos eram resultantes das constantes
erupções na superfície inóspita, além dos lançados pelas rachaduras na crosta
terrestre.
Em uma segunda fase do planeta Terra primitivo, surgiram os primeiros
organismos vivos que realizavam o processo bioquímico responsável por
transformar dióxido de carbono em oxigênio, o conhecido processo de fotossíntese
que, com o auxílio da luz solar, permite aos vegetais e a determinadas algas,
absorver gás carbônico da atmosfera e transformar em oxigênio. Esse processo de
fotossíntese transformou o planeta Terra, pois a atmosfera se tornou saturada de
oxigênio iniciando assim a evolução do planeta.
Atualmente, os elementos químicos nitrogênio e oxigênio juntos somam cerca
de 99% dos gases que compõem a atmosfera terrestre. O oxigênio é consumido
pelos seres vivos através do processo de respiração e depois transformado em
dióxido de carbono e em vapor de água, elementos que serão posteriormente
reabsorvidos por diversos e diferentes organismos. O dióxido de carbono será
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consumido no processo de fotossíntese, e o vapor de água - responsável pela
redistribuição da energia na terra, através das trocas de energia de calor - produzirá
o efeito estufa que auxilia na produção das chuvas, fundamentais para a vida
terrestre.
Também podemos citar outros gases que compõem a atmosfera terrestre, são
eles: o óxido nitroso, o monóxido de carbono, o dióxido de enxofre, o óxido e dióxido
de nitrogênio, os clorofluorcarbonos, o ozônio, e outros que integram a porção de 1%
do restante da atmosfera.
Camadas atmosféricas
A atmosfera, tal qual a conhecemos hoje, é o resultado de alterações ocorridas
a aproximadamente 65 milhões de anos. Agora ela é constituída por diferentes
gases muito importantes para a proliferação da vida no planeta.
A atmosfera terrestre é dividida em cinco camadas que se distinguem devido às
alterações físicas e químicas. Vamos conhece-las a seguir:
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Figura 1 – Camadas atmosféricas
Fonte: <http:// www. sogeografia .com.br /Conteudos /Geografia Fisica/ camadasatmos 
fera/>
Globo terrestre com as cinco camadas atmosféricas destacadas por cores
diferentes. As cores são somente ilustrativas para delimitar cada camada. No centro
da imagem está o planeta terra e, ao entorno, as camadas. A primeira camada é a
troposfera, ficando colada à superfície terrestre. A próxima camada é a estratosfera.
Colada a camada estratosfera, está a camada mesosfera. Seguindo, encontra-se a
camada ionosfera e a última que representa a camada exosfera.
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Troposfera
É a camada atmosférica em que vivemos e respiramos, assim como os demais
seres vivos, animais e vegetais. Contém aproximadamente 75% de toda a
massa atmosférica e suas temperaturas podem variar de 40ºC até -60ºC, sendo
que quanto maior a altitude menor a temperatura.
Ela se encontra mais próxima da crosta terrestre e vai do nível do mar até
aproximadamente 12 km de altura, tendo variações de acordo com o local em
que é medida. Basicamente é composta pelos mesmos elementos encontrados
em toda a atmosfera: nitrogênio, oxigênio e gás carbônico. É na troposfera que
ocorrem os fenômenos climáticos, como as chuvas, a formação de nuvens e os
relâmpagos, por exemplo. Também é na troposfera que ocorre a poluição do ar
e normalmente onde os poluentes das ações do homem ficam retidos. As
aeronaves de transporte de cargas e de passageiros voam nesta camada e os
processos de circulação (subida e descida de massas gasosas) de ar são
chamados de turbulência.
Entre a troposfera e a estratosfera existe a camada chamada de tropopausa. É
a zona limite, também conhecida como camada de transição ou camada de
inversão. Alguns voos comerciais operam na tropopausa alcançando uma
altitude de 10 quilômetros, pois nessa região há pouquíssima turbulência e o ar
é completamente seco.
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Estratosfera
É a segunda camada atmosférica mais próxima da Terra, possui temperaturas
que variam de -5ºC a -70ºC. Ela ocupa uma faixa que vai do fim da troposfera
até aproximadamente 50 quilômetros acima do solo.
A estratosfera caracteriza-se por ser estratificada em suas temperaturas, tendo
camadas mais quentes, na porção mais elevada, e camadas mais frias, na
porção inferir. Em decorrência do aumento da temperatura na região superior,
proporcionado pela radiação ultravioleta e pela absorção de moléculas de
oxigênio que o ozônio é criado.
O acúmulo do ozônio gera a famosa camada de ozônio, responsável pela
proteção da Terra ao absorver os raios nocivos do sol. Essa camada retém
cerca de 19% dos gases atmosféricos, possuindo pouco vapor de água e
caracterizando-se pela quase inexistência de nuvens.
É essa camada que os aviões supersônicos e balões de medição climática
atingem. Também é nessa camada que ocorre o efeito estufa, gerado pela
emissão de gases na atmosfera; ao serem liberados em grandes quantidades
contribuem para o aquecimento global e para a degradação da natureza e da
biodiversidade.
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Mesosfera
A mesosfera fica situada entre 50 e 80 km de distância da Terra. Caracteriza-se
por ser muito fria, com temperaturas que variam em torno dos -100ºC e com
alturas de até 80 km. A temperatura é variada em todo a sua extensão e esse
frio intenso ocorre porque não há gases ou nuvens capazes de absorver a
energia solar. É nesta camada que ocorre o fenômeno da aeroluminescência.
Essa camada é muito rarefeita e os gases encontrados nela são bastante
espessos o que retarda a maioria dos meteoros, mas quando eles iniciam a sua
travessiana atmosfera terrestre, ela proporciona ignição e velocidade.
Ionosfera
A ionosfera é uma camada que atinge altas temperaturas, devido à presença do
oxigênio atômico, gás que absorve a energia solar em grandes quantidades. É a
camada mais extensa e mais quente, podem atingir os 1.000ºC.
Essa reação entre os átomos isolados de oxigênio e de nitrogênio, devido à
radiação ultravioleta, raios-x e radiação gama, provindos do Sol, dissociando-se
em íons, forma as camadas ionizadas que variam conforme a hora do dia, os
ventos e a época do ano.
Ela situa-se acima da mesosfera e abaixo da exosfera, indo, portanto, dos 80
quilômetros até os 600 quilômetros de altitude, e também é chamada de
quimiosfera.
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Exosfera
A exosfera é a última camada, ou seja, a que está mais distante da Terra,
antecedendo o espaço sideral.
Ela é formada basicamente pelos gases hélio e hidrogênio. Vai do final da
termosfera até 800 km do solo e é nessa camada que a gravidade não existe,
ocorrendo o fenômeno da aurora boreal e também é onde permanecem os
satélites de transmissão de informações, além dos telescópios espaciais.
As temperaturas nessa camada são elevadas e a sua densidade é
extremamente baixa. Uma parcela significativa, das moléculas e átomos que
compõem a atmosfera a esta altitude, se encontra ionizada, formando um
plasma também chamado por alguns de ionosfera. É na exosfera que se
encontram os cinturões de radiação de Van Allen e o telescópio espacial
Hubble.
Gases do efeito estufa
O mais conhecido efeito global da poluição é o efeito estufa. Ele é um processo
natural e gradual da Terra que impede que a temperatura em nosso planeta esfrie,
favorecendo assim a continuidade da vida, porém, em tempos de avanço da
industrialização e das ações do homem, esse processo tem se acelerado, fazendo
com que a temperatura fique cada vez mais quente a cada ano, devido ao
enriquecimento progressivo da atmosfera como alguns gases como, por exemplo, o
dióxido de carbono e o metano.
A grande massa de gases, emitidos por indústrias e por automóveis,
diariamente, forma uma camada densa sobre as grandes cidades, impedindo que o
calor se dissipe por completo, fazendo o papel de uma estufa sobre essas regiões,
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tornando-as mais quentes e concentrando poluentes e particulados que provocam
alterações na qualidade de vida e na saúde de todos os seres vivos.
Isto vem ocorrendo em todo o planeta. Os gases emitidos pelo mundo,
principalmente em países como China e Estados Unidos - os maiores emissores dos
gases do efeito estufa -, acumulam-se na atmosfera, formando uma camada que
impede que o excesso de raios solares seja refletido de volta para o espaço em
forma de radiação infravermelha.
Abaixo estão listados os principais gases que provocam o efeito estufa e o
aquecimento global:
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Dióxido de carbono ou gás carbônico (CO2)
Esse gás é utilizado como referência para classificar o poder de aquecimento
global dos demais gases do efeito estufa. É emitido devido às diversas
atividades humanas, nas quais o uso de combustíveis fósseis como o petróleo,
carvão e gás natural são as principais. Esses gases, nos últimos anos, estão,
em média, 40% mais abundantes na atmosfera.
Gás metano (CH4)
Esse gás é produzido através da decomposição de matéria orgânica e se
encontra em abundância em aterros sanitários, lixões clandestinos e
reservatórios de hidrelétricas. Também é emitido através da criação de gado,
representando uma parcela de aproximadamente 15% das emissões mundiais
de gases do efeito estufa.
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Óxido nitroso (N2O)
A emissão deste gás é resultante do tratamento de dejetos animais, do uso de
fertilizantes agrícolas, da queima de combustíveis fósseis e também de alguns
processos industriais.
Gases fluorados
São gases sintéticos muito poderosos, emitidos a partir de uma variedade de
processos industriais, que também colaboram para o efeito estufa. Podemos
trazer como exemplo os seguintes: hexafluoreto de enxofre (SF6), utilizado
principalmente como isolante térmico e condutor de calor; hidrofluorcarbonos
(HFCs), utilizado como substituto dos clorofluorcarbonos (CFCs) em aerossóis e
refrigeradores e os perfluorcarbonos (PFCs), utilizados nos refrigerantes, em
solventes, em propulsores, em espuma e em aerossóis
Não é só em decorrência da industrialização, do consumismo e dos
combustíveis fósseis que o efeito estufa está aumentando. A destruição e derrubada
das árvores e das florestas, além da queima delas, contribui para esse aquecimento
global. A vegetação e as árvores regulam a temperatura, os ventos e o nível de
chuvas em diversas regiões, além de refrescar a superfície do solo.
As previsões relacionadas ao futuro do meio ambiente não são
entusiasmantes, caso permaneçamos degradando os recursos naturais e lançando
gases de efeito estufa de forma imprudente os resultados serão muito impactantes.
São previstos problemas futuros que poderão atingir catastroficamente os
ecossistemas, destruindo espécies vegetais e animais a nível de extinção ou de
mutações severas, o que já é encontrado em algumas regiões.
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Atualmente, já estamos vivenciando derretimento de geleiras e alagamento de
ilhas e regiões litorâneas. Ações da natureza como tornados, tufões, furacões,
maremotos e enchentes poderão ocorrer com ainda mais força do que foram
noticiadas nos últimos anos. Estas alterações climáticas estão influenciando
negativamente na produção agrícola de vários países, reduzindo a quantidade de
alimentos em nosso planeta.
Outro grave problema relacionado à elevação da temperatura, é o aumento dos
níveis de água dos oceanos e também da temperatura dessas águas, devido ao
derretimento parcial das enormes massas de gelo nas regiões muito frias do norte e
do sul do planeta. Nos mares poderia ocasionar o desvio de curso de correntes
marítimas, ocasionando a extinção de vários animais marinhos e também a
diminuição da quantidade de peixes nos mares, além do desaparecimento de
cidades à beira-mar.
A solução para esses problemas do efeito estufa é difícil, pois implica na
mudança radical da chamada matriz energética de todo o mundo e dos hábitos da
população do planeta. Principalmente nos países industrializados, que é o caso
também do Brasil, pois são os maiores consumidores de combustíveis fósseis.