Atmòsfera i estructura interna de la Terra: capes, funcions i mètodes

— El nostre planeta: la Terra

Atmòsfera

Composició

La podem dividir en dues parts:

• Homosfera: ocupa els 100 km inferiors de l'atmosfera i té una composició quasi constant: un 78% de nitrogen, un 20% d'oxigen, 0,93% d'argó i 0,04% de CO2.
• Heterosfera: des dels 100 km fins als 10.000 km, formada d'una composició variable segons l'altura.

Estructura

La podem dividir en diferents capes:

• Troposfera: capa interior, de gruix variable (uns 9 km als pols i uns 16 km a l'equador). És molt important perquè és on tenen lloc tots els fenòmens atmosfèrics. La seva temperatura disminueix progressivament amb l'altura (fins aprox. -80 ºC / -90 ºC).
• Estratosfera: s'estén des de la part superior de la troposfera fins a uns 60 km d'altura. L'aire que conté es manté estratificat (en capes) i estable. Entre 30 i 50 km es troba la capa d'ozó, formada per molècules que es van creant i trencant. Aquesta capa ens protegeix de les radiacions ultraviolades, que poden alterar el material genètic de les cèl·lules (mutacions). Les radiacions UV poden provocar el creixement anòmal de cèl·lules, produint tumors o càncers. La temperatura augmenta progressivament en aquesta capa (fins a aproximadament 0 ºC).
• Mesosfera: de 60 km a 100 km. La temperatura torna a disminuir amb l'altura fins a uns -90 ºC.
• Termosfera o ionosfera: de 100 km fins a uns 600 km. Hi ha un fort augment de les temperatures, que varien entre el dia i la nit. Es diu ionosfera perquè hi apareixen ions solars; quan arriba plasma solar (erupcions solars) aquesta energia arriba en forma de llum i es produeixen les aurores: a l'hemisferi nord se'n diuen boreals i a l'hemisferi sud, australs; són simètriques i simultànies.
• Exosfera: de 600 km fins a uns 10.000 km. És l'última capa, formada per petites partícules molt disperses.

Funcions

• Actua com a capa protectora davant la caiguda de cossos petits.
• Afavoreix la filtració de radiacions nocives.
• Gràcies al CO2 i altres gasos, impedeix grans variacions de temperatura entre el dia i la nit; això és l'efecte hivernacle (la radiació solar entra i rebota: una part surt i una altra es queda).
• Conté el CO2 necessari per a la fotosíntesi i l'oxigen necessari per a la respiració.
• Inicia el cicle de l'aigua.

Balanç energètic

La energia incident sobre l'atmosfera procedeix del Sol:

• El 72% d'aquesta energia és absorbida: d'aquest 72%, un 26% és absorbida per l'atmosfera i un 46% per la superfície terrestre.
• La resta, un 28%, és reflectida per la Terra i s'anomena albedo. D'aquest 28%, un 24% procedeix de l'atmosfera i un 4% és reflectit per la superfície terrestre.

Són dades mitjanes; poden variar depenent de la vegetació i el tipus de terreny.

Dinàmica

El moviment de masses d'aire genera el vent. El vent es mou principalment de forma horitzontal. L'origen del vent són les diferències de temperatura i de pressió que es generen en determinades masses d'aire, a causa de l'energia rebuda del Sol. Els processos principals són:

1. Una massa d'aire es manté estable i quieta quan les característiques de pressió i temperatura es mantenen constants.
2. L'escalfament solar del terreny pot ser diferent segons el tipus de roca i la vegetació. En conseqüència, es generen zones amb diferents temperatures.
3. Les masses d'aire més calent tendeixen a dilatar-se, elevar-se i tenir menys pressió, generant un espai amb menor pressió.
4. L'aire de les zones properes es desplaça horitzontalment per ocupar l'espai buit i genera el vent.

A partir d'això es pot explicar la formació de núvols: quan la massa d'aire calent s'eleva es refreda i el vapor es condensa.

Hidrosfera

Una altra capa de la superfície terrestre. És una capa fluida que es troba en forma líquida sobre la superfície terrestre i interactua amb l'atmosfera. L'aigua, en evaporar-se, passa a formar part de l'atmosfera en forma de vapor. Gràcies als gasos que formen l'atmosfera i a l'efecte hivernacle que aquests gasos provoquen, part d'aquesta aigua es pot mantenir líquida.

Estructura interna de la Terra

Mètode d'estudi

L'interior de la Terra és inaccessible; per això l'estudi s'ha de realitzar mitjançant mètodes d'estudi directes i indirectes.

• Directes: només permeten estudis fins a uns quants quilòmetres de profunditat; consisteixen en l'estudi de les roques de la superfície terrestre i la realització de sondejos (excavacions).
• Indirectes: s'utilitzen per estudiar l'interior de la Terra sense accedir-hi directament. Entre aquests hi ha:

• Gravimetria: estudia la gravetat terrestre en diferents punts del planeta. Les diferències d'intensitat registrades indiquen els tipus de roques presents i la profunditat de la escorça terrestre.
• Geomagnetisme: investiga el comportament del camp magnètic terrestre. També s'analitza el magnetisme de les roques en el moment de la seva formació per comparar-lo amb l'actual i estimar la seva antiguitat.
• Sismologia: s'ocupa d'estudiar el comportament de les ones sísmiques alliberades en terratrèmols o explosions controlades. Les característiques físiques de les ones i la velocitat amb què es propaguen permeten deduir la composició i les característiques del material que travessen.