A atmosfera terrestre: composição e estrutura

Quando falamos da biosfera, destacamos a presença de uma camada de ar envolvendo a Terra: a atmosfera. Em termos de espessura, essa camada é muito fina comparada com nosso planeta. Ela é formada por uma mistura de diferentes gases. A atmosfera não escapa, ficando retida em volta da Terra graças à força da gravidade, que atrai tudo o que existe no planeta em direção ao seu centro.

Embora a atmosfera terrestre estenda-se por centenas de quilômetros em direção ao espaço, só existem formas de vida nas regiões mais próximas da superfície do planeta. Além da Terra, outros corpos celestes têm atmosferas.

A composição dessas atmosferas tem sido pesquisada por cientistas. A composição de gases da atmosfera da Terra favorece o desenvolvimento da vida como a conhecemos. Ela não foi detectada em nenhum outro planeta do Sistema Solar. Na Terra primitiva, de bilhões de anos atrás, a atmosfera não era como agora. Ocorreram muitas transformações no planeta até que se chegasse à composição atual.

O ar da atmosfera da Terra é uma mistura de gás nitrogênio (78%), gás oxigênio (21%) e pequenas proporções de outros gases, como o dióxido de carbono ou o gás carbônico.

A maioria dos seres vivos depende do gás oxigênio para sobreviver, inclusive os seres aquáticos, que dispõem do oxigênio do ar dissolvido na água. A composição do ar pode ser alterada principalmente por poluentes, o que afeta a vida e causa desequilíbrio ambiental.

A atmosfera em camadas 

Ao longo de sua extensão, a atmosfera apresenta variações em sua composição de acordo com a altitude. Para facilitar o estudo da atmosfera, podemos dividi-la em camadas, sem limites reais definidos, com algumas características próprias.

Troposfera

É a camada mais próxima da superfície terrestre, com extensão de cerca de 15 quilômetros. Nela ocorrem os fenômenos meteorológicos, formam-se nuvens e ocorrem chuvas, ventos e relâmpagos. As aves e os aviões voam nos limites dessa camada, que concentra a maior quantidade do gás oxigênio, absorvido pela maioria dos seres vivos. Conforme aumenta a altitude – em serras e montanhas, por exemplo –, observa-se uma diminuição da temperatura. Pela troposfera circulam os aviões de carga e de passageiros e os helicópteros.

Estratosfera 

Situa-se aproximadamente entre 15 e 50 quilômetros de altitude a partir da superfície terrestre. Nela temos grande quantidade de gás ozônio, formando uma camada que atua como filtro da radiação solar, evitando danos aos seres vivos. Nessa camada circulam os aviões a jato.

Mesosfera 

Situa-se numa faixa de altitude que varia aproximadamente de 50 a 80 quilômetros e apresenta temperaturas muito baixas, chegando a 100 °C negativos. Apesar das baixas temperaturas, observa-se nessa camada a combustão (queima) de meteoros, chamados por muitas pessoas de estrelas cadentes. Essa combustão se dá por conta do atrito entre o ar e objetos em alta velocidade.

Termosfera

Situa-se numa faixa de altitude entre 80 e 600 quilômetros, aproximada mente. Nela ocorre intensa absorção dos raios solares. Esse fenômeno favorece a transmissão de ondas de rádio, importantes para comunicações a longa distância.

Exosfera 

Trata-se da camada mais alta da atmosfera, com altitude maior que 600 quilômetros e que separa nosso planeta do espaço sideral. É onde geralmente estão localizados os satélites artificiais.

GEOSFERA

A geosfera é formada pela crosta terrestre e por outras camadas mais internas, a maioria delas em estado sólido. Tanto o interior da Terra quanto sua superfície passam constantemente por mudanças.

As alterações que ocorrem na parte interna da Terra são causadas principalmente por temperaturas e pressões muito altas.

Já as alterações que ocorrem na superfície terrestre são causadas pelos elementos do clima, pela água e pelos seres vivos, incluindo o ser humano.

De acordo com os cientistas que estudam a geosfera, ela pode ser dividida em três cama das principais: a crosta, o manto e o núcleo.

Explorando a Terra por dentro 

Descobrir o que existe no interior do planeta não é uma tarefa simples. Os cientistas utilizam diferentes recursos tecnológicos e métodos para observar ou concluir, com base nos dados obtidos, o que existe abaixo da crosta terrestre. 

Em 1970, na região da Península de Kola, na Rússia, iniciou-se uma escavação com o objetivo de perfurar o máximo possível dentro da crosta terrestre. A perfuração foi interrompida em 1992, quando a temperatura chegou a 180 °C e já não era mais possível continuar. Atingiu-se uma profundidade de 12 262 metros. Caso chegasse aos 15 mil metros, como era planejado, estima-se que a temperatura chegaria a 300 °C. 

Este é considerado o buraco mais profundo do mundo feito pelo ser humano. Mas pouco passou da camada mais externa. 

Após o colapso da então União Soviética, a instalação foi fechada e o local abandonado é visitado por turistas curiosos. De fato, ainda não temos recursos tecnológicos para visitar as regiões mais profundas da Terra. Todas as informações que temos sobre elas são obtidas de maneira indireta. 

Da crosta ao núcleo: desvendando o interior da Terra

O lugar em que vivemos está localizado em uma pequena parte do planeta, a mais externa, que chamamos de crosta terrestre.

Em volta dessa crosta por todo o planeta, há uma camada de ar, uma mistura de diversos gases e vapor de água. Essa camada de ar é chamada de atmosfera. 

A atmosfera, que corresponde à camada de ar que envolve todo o planeta e auxilia na manutenção da vida. Temos, portanto, uma camada gasosa, que envolve toda a Terra, e a superfície, composta de oceanos e continentes.

Biosfera: onde há vida 

A região do planeta Terra onde se encontraram formas de vida, seja no ambiente terrestre ou aquático, chama-se biosfera (do grego bios = vida e sphaira = esfera/globo). Esses seres vivos apresentam adaptações às regiões do planeta onde vivem. O termo biodiversidade é usado para descrever a riqueza e a variedade de formas de vida na Terra.

Por suas características, podemos classificar as regiões da biosfera em hidrosfera, litosfera e atmosfera. 

A origem dos nomes dados por cientistas a essas regiões ajuda a entender suas diferenças. Como já vimos anteriormente, a atmosfera (do grego atmos = vapor/névoa e sphaira = esfera/globo) é a camada de ar que envolve a Terra. A litosfera (do grego lithos = pedra e sphaira = esfera/ globo) é a camada sólida mais externa, constituída por rochas e diferentes tipos de solos. Já as regiões do planeta que são cobertas por águas chamamos de hidrosfera (do grego hidro = água e sphaira = esfera/globo). Ela inclui oceanos, rios, lagos, geleiras (água no estado sólido), aquíferos e lençóis freáticos (água subterrânea) e vapor d’água.

Essa divisão é feita apenas para fins de estudo, pois as regiões da biosfera apresentam interações entre si, incluindo os seres que nelas vivem.

A presença da espécie humana na Terra vem provocando alterações na biosfera. Muitas delas geram impacto negativo, levando à destruição de ambientes naturais, causando desequilíbrios e reduzindo a biodiversidade. 

Se quisermos manter o planeta com condições adequadas à vida para nós e para as gerações futuras, é preciso adotar condutas mais responsáveis com o ambiente: usar os recursos naturais de forma adequada, sem desperdício, permitindo o acesso mais justo e menos desigual por todos os povos do mundo; rever nossas formas de viver e existir como indivíduos e sociedade na Terra; e, principalmente, lembrar que, em termos ecológicos, somos apenas uma das milhões de espécies que coexistem neste planeta.

A crosta

A crosta é dividida em crosta continental e crosta oceânica, com composições e espessuras diferentes. A espessura dessa camada pode variar entre 5 quilômetros, sob os oceanos (crosta oceânica), e 70 quilômetros na área onde estão os continentes (crosta continental). Nela encontramos rochas, solo e seres vivos. Suas formas compõem o relevo terrestre.

O manto

Camada mais espessa da Terra. Localiza-se abaixo da crosta e pode ser dividido em duas camadas. O manto superior, sólido, junto com a crosta forma a litosfera, cuja espessura varia considerando-se a região oceânica e continental. Já falamos da litosfera, como parte da biosfera. A profundidade do manto superior pode chegar a 700 quilômetros. 

Logo abaixo está o chamado manto inferior, com espessura bem maior que o manto superior, podendo atingir cerca de 2 900 quilômetros. A temperatura aumenta com a profundidade, podendo chegar até 3 000 °C. Assim, nessa região são encontradas tanto rochas sólidas quanto rochas derretidas, que formam o magma. 

Quando o magma chega até a superfície pelos vulcões, recebe o nome de lava. Os vulcões são estruturas geológicas que ligam o interior da Terra com o meio externo. Apresentam uma abertura por onde a lava, cinzas, gases e outros materiais são expelidos.

O núcleo 

Na parte mais interna, temos o núcleo terrestre, que também pode ser classificado em duas partes: núcleo externo e núcleo interno. O núcleo externo é líquido, com temperaturas próximas ou superiores a 4 000 °C. No núcleo interno, embora a temperatura ultrapasse 5 000 °C, estima-se que a altíssima pressão faça com que sua constituição – basicamente composta de dois metais, o ferro e o níquel – seja sólida.

EROSÃO E INTEMPERISMO 

A erosão e o intemperismo são alguns dos fatores que podem modificar a crosta terrestre. 

A erosão é o transporte de partículas do solo, provocado pela ação dos ventos, da água líquida e do gelo. Ela pode causar problemas principalmente para os agricultores, pois pode degradar o solo retirando a camada superficial dele, que é a mais fértil. 

O intemperismo é um processo que afeta as rochas que es tão expostas na superfície, provocando seu desgaste e sua fragmentação. Há três tipos de intemperismo: o físico, o químico e o biológico. 

O intemperismo físico ocorre quando a rocha sofre fraturas e pode ser fragmentada, liberando pequenas porções. Esse tipo de intemperismo, que não altera a composição química das rochas, é causado pela variação na temperatura ou pela infiltração de água na rocha, principalmente se a água sofrer congelamento. Como a água se expande ao congelar, essa expansão provoca uma tensão que acaba por fraturar a rocha. No intemperismo químico, as rochas sofrem alteração em sua composição química. Esse processo acontece quando as substâncias presentes nas rochas se transformam em outras substâncias ou quando as substâncias que compõem as rochas se dissolvem. A água das chuvas e o gás carbônico do ar são exemplos de substâncias que reagem com os materiais que formam as rochas, causando o intemperismo. 

A ação de seres vivos, como bactérias, é responsável pelo intemperismo biológico. Nesse caso, a ação desses microrganismos provoca alteração na composição das rochas.

Paisagem na serra das Confusões (PI) moldada ao longo de milhares de anos pelo intemperismo. Note o formato arredondado das extremidades, que indica o desgaste sofrido pelas rochas. 

ESTRUTURA DA TERRA

A Terra, até onde sabemos, é o único lugar onde existe vida. Um dos principais motivos para isso é que sua órbita se encontra na zona habitável, região do Sistema Solar onde é mais provável encontrar água em estado líquido. A presença de água líquida é indispensável para a existência da vida como a conhecemos. Além disso, se a Terra estivesse mais perto do Sol, seria muito quente; se estivesse mais longe, seria fria demais.

A Terra é um planeta rochoso, isto é, formado basicamente por materiais metálicos e rochosos. Obter informações sobre o interior do planeta por métodos diretos é muito difícil. A escavação mais profunda já feita alcançou pouco mais de 12 quilômetros de profundidade e tinha apenas cerca de 5 cm de diâmetro. Embora uma escavação de 12 quilômetros pareça muito profunda, ela mal arranhou a “casquinha” do planeta, pois a distância entre o centro da Terra e a superfície é de quase 6 400 quilômetros.

Apesar dessa dificuldade, os cientistas têm conseguido muitas informações sobre o interior do planeta por métodos indiretos. Um exemplo é o estudo de meteoritos, pois esses corpos celestes se formaram basicamente da mesma matéria que originou a Terra. 

Além disso, os pesquisadores também obtêm informações sobre o interior do planeta por meio do estudo de terremotos e de amostras de lava coletadas em erupções vulcânicas, entre outros métodos.

O interior da Terra 

Os diversos estudos sobre o interior da Terra revelaram que o planeta é formado por camadas com composições e dinâmicas diferentes: a crosta, o manto e o núcleo.

Representação do planeta Terra em corte, evidenciando as camadas internas e a crosta.

A crosta terrestre é a camada mais externa do planeta. Ela é muito mais fina que as outras camadas, com espessura variando aproximadamente entre 5 quilômetros, no leito dos oceanos, e 50 quilômetros, nas cadeias de montanhas. Em comparação às camadas mais internas, as temperaturas da crosta são amenas. A crosta é composta basicamente de rochas e minerais em estado sólido. É sobre essa camada do planeta que habitam os seres vivos. 

O manto fica logo abaixo da crosta. Essa camada tem espessura de aproximada mente 2 900 quilômetros e é composta basicamente de material rochoso em estado sólido. A temperatura no manto é muito elevada, podendo alcançar 3 000 °C. Em certas regiões, essa temperatura elevada pode levar à formação de um material rochoso pastoso, chamado magma.

O núcleo é a camada mais interna do planeta, podendo chegar a 6 000 °C. Ele se inicia a 2 900 quilômetros de profundidade e vai até o centro da Terra, a quase 6 400 quilômetros da superfície. É composto de metais, essencialmente ferro e níquel. Na porção que reveste o núcleo, chamada núcleo externo, esses metais se encontram em estado líquido; já a porção mais central, chamada núcleo interno, é sólida.

Outras camadas

No estudo do nosso planeta também é comum dividirmos suas estruturas externas em outras quatro camadas. 

• Litosfera: nome de origem grega que significa “esfera de rocha”. Corresponde à crosta terrestre e à camada mais superficial do manto. 

• Hidrosfera: é a “esfera de água” do planeta. Corresponde a toda água presente no planeta: oceanos, rios, mares, depósitos subterrâneos, nuvens e outros. 

• Atmosfera: em grego, essa palavra significa “esfera de vapor”. Atualmente, é usada para designar a camada de gases que envolve a Terra. 

• Biosfera: é o conjunto de todas as regiões onde se encontra vida. É importante ter em mente que a divisão do planeta em camadas é apenas uma maneira de facilitar o estudo e a compreensão do assunto. Na realidade, todas as camadas que estudaremos aqui estão relacionadas e interligadas.

1. A LITOSFERA

A litosfera é formada pela crosta e pela parte superior do manto terrestre. Ela é composta basicamente de rochas e solo. A litosfera não é uma camada contínua: ela é fragmentada em partes chamadas placas litosféricas. Essas placas ficam sobre o manto e se movem muito lentamente, alguns milímetros ou centímetros por ano.

Representação da região de encontro entre duas placas litosféricas. As partes da crosta que formam os leitos oceânicos são chamadas de crosta oceânica, enquanto os continentes se encontram sobre a crosta continental.

2. A HIDROSFERA 

A hidrosfera é o conjunto de toda a água que existe no planeta. Ela pode ser encontrada no estado líquido em oceanos, rios, lagos, reservas subterrâneas, nuvens e, também, nos seres vivos. No estado sólido, em geleiras e icebergs. E no estado gasoso, como o vapor de água presente na atmosfera. 

No cotidiano, é comum dizermos que as nuvens ou a “fumacinha” que sai de uma panela com água fervente são feitas de vapor. Na verdade, o vapor de água é invisível. Quando o vapor começa a se condensar na atmosfera, ele forma gotas minúsculas, líquidas, que têm esse aspecto branco parecido com fumaça. São essas gotículas que formam as nuvens. 

Embora a hidrosfera cubra mais de dois terços da superfície terrestre, ela não forma uma camada contínua. Cerca de 97% da água em nosso planeta é salgada e se encontra nos mares e oceanos. A água de geleiras, rios, lagos e lençóis subterrâneos – conhecida como água doce – constitui os demais 3% do volume total da água que forma a hidrosfera terrestre. Como comparação, se toda a água do planeta estivesse em uma garrafa de 1 litro, a água doce corresponderia a 3 colheres de sopa apenas.

A maior parte da água da hidrosfera está presente em mares e oceanos, em uma mistura chamada água salgada. Ela recebe esse nome porque tem alta concentração de sais, que varia de 30 a 35 gramas por litro de água. 

Os sais minerais que se desprendem de rochas nos leitos dos rios são carregados pela água e lançados nos mares. Ao longo de bilhões de anos, esse processo resultou em um grande acúmulo de sais minerais dissolvidos, em especial o cloreto de sódio, também conhecido como sal de cozinha. A água salgada não é apropriada para o consumo humano, nem pode ser utilizada diretamente na pecuária ou na agricultura.

As rochas do leito do rio são desgastadas pela ação das águas, as quais dissolvem os sais minerais, que são levados ao mar. Rio desaguando no mar de Barents, na Noruega. Foto de 2015.

Em regiões de estuários e manguezais, a correnteza dos rios e o movimento das marés promovem a mistura da água doce com a água salgada. Por isso, nesses locais, a água apresenta quantidades variáveis de sais minerais e é chamada de água salobra. 

O sabor e o cheiro da água salobra dependem dos sais minerais e dos sedimentos que ela contém. Em geral, a água salobra não é própria para o consumo humano.

Com 265 km de extensão, a lagoa dos Patos, no Rio Grande do Sul, está em uma região de estuário, com ligação direta com o mar. Por isso, sua água é salobra e sua salinidade é variável. Foto de 2016.

A água presente nos continentes, conhecida como água doce, encontra-se principalmente em reservas subterrâneas, em lagos ou na forma de gelo. Ela contém poucos sais dissolvidos, em geral, menos de 0,5 grama por litro. A água doce é usada para o consumo humano, na agricultura e na criação de animais.

A quantidade de sais minerais na água doce é muito menor do que na água dos oceanos. Embora a água seja abundante na superfície terrestre, ela é um recurso escasso. A maior parte da água no planeta, cerca de 97,5%, é salgada. Do pouco que resta de água doce, apenas uma pequena fração está disponível para o consumo humano. Por esse motivo, é importante adotar medidas para o uso racional da água, sem desperdiçar. 

As águas continentais, especialmente de rios, lagos e reservas subterrâneas, são a principal fonte para uso humano. No entanto, a distribuição de rios e lagos na superfície do planeta é muito variável, e diversas regiões do mundo são carentes desses recursos. Em alguns casos, é possível perfurar poços para acessar a água presente em reservas subterrâneas.

Mudanças no estado físico da água 

A água chega à atmosfera pela evaporação vinda, em grande parte, de oceanos, mares, rios, lagos e lagoas, embora existam diversas outras fontes. A água presente em roupas que secam no varal, poças e solos úmidos, por exemplo, também evapora e passa para a atmosfera. 

Os seres vivos contribuem para esse processo de várias formas. Por exemplo: parte da água que as plantas retiram do solo, por meio das raízes, é lançada no ar pela transpiração. Diversos animais também transpiram, além de liberarem água no ambiente por meio de urina e fezes. Expostos ao ambiente, esses resíduos perdem água para a atmosfera por evaporação. 

Na atmosfera, especialmente nas regiões mais altas e frias, o vapor de água pode se condensar e dar origem a pequenas gotas (gotículas). De tão pequenas, essas gotículas permanecem em suspensão no ar, formando nuvens.

Em determinadas circunstâncias, essas gotículas se aglutinam em gotas maiores, que se precipitam na forma de chuva. Quando isso ocorre em camadas muito frias da atmosfera, com temperatura abaixo de 0 ºC, a água congela dentro da nuvem e pode cair na forma de neve ou de granizo. 

Quando cai sobre solo permeável, a água pode se infiltrar pelo solo e por poros e fraturas das rochas, compondo as águas subterrâneas. Parte dessa água desce até atingir uma camada menos permeável, formada por rocha. Essa água que fica retida no subsolo forma reservas subterrâneas, também conhecidas como lençóis freáticos. 

Quando não se infiltra imediatamente no solo, a água das chuvas escorre para as regiões mais baixas da superfície, onde pode contribuir para a formação de córregos e rios. Esse escoamento, em geral, tem como destino os oceanos.

ÁGUA NA ATMOSFERA 

O ar atmosférico contém água em estado gasoso. Nesse estado físico, a água não é visível. É um erro comum pensar que a névoa, a neblina, a cerração ou as nuvens sejam formadas por vapor. Na verdade, elas são constituídas de gotas de água líquida de tamanho muito pequeno. Quando essas gotículas se juntam, formando gotas maiores e mais pesadas, elas caem em forma de chuva. 

CORPOS DE ÁGUA 

Um corpo de água ou corpo hídrico é qualquer grande acúmulo de água doce, salobra ou salgada. Os corpos de água, em seu conjunto, constituem um dos principais e mais importantes recursos naturais.

Oceanos 

Os oceanos, constituídos totalmente de água salgada, são os maiores corpos de água. Embora formem uma superfície contínua, eles estão divididos em quatro grandes oceanos: Ártico, Atlântico, Índico e Pacífico.

Lagos 

Os lagos são corpos de água isolados no interior dos continentes, sem comunicação com os oceanos. Eles podem ser de água doce ou salgada e podem receber água dos rios, das chuvas, do derretimento de geleiras ou ter nascentes internas. Um lago também pode se formar do represamento de um rio, como o lago de Itaipu, no Paraná. 

Rios 

Os rios podem se originar de nascentes, locais onde a água subterrânea aflora na superfície, ou se formar pelo derretimento de geleiras. Eles podem desaguar no oceano, em lagos ou em outros rios. 

O Amazonas, no Brasil, é o rio de maior volume no mundo, concentrando um quinto de toda a água doce líquida do planeta. Ele despeja no oceano Atlântico mais de 200 milhões de litros de água por segundo. 

Geleiras 

Grande parte da água doce do planeta está armazenada nas geleiras, extensas massas de água congelada encontradas em diversos locais do planeta, em especial nas regiões dos polos. As geleiras são formadas pelo acúmulo de neve que precipita e não derrete graças às baixas temperaturas onde elas se localizam.

Águas subterrâneas 

As águas superficiais, como as dos rios e da chuva, infiltram-se no solo. Mas, em determinados locais da crosta terrestre, as rochas impedem que a água continue se infiltrando. Essa água, que fica acumulada no subsolo e forma reservatórios subterrâneos, é chamada de água subterrânea. 

As rochas que provocam o armazenamento subterrâneo de água formam os aquíferos. No Brasil, existem dois sistemas aquíferos muito importantes: o Sistema Aquífero Grande Amazônia e o Sistema Aquífero Guarani. 

Os aquíferos são importantes reservas de água para consumo dos seres vivos, pois as águas podem aflorar à superfície dando origem a rios e lagos. Por isso, é muito importante evitar a contaminação dessas reservas por poluentes gerados por atividades humanas.

Mananciais 

Os mananciais (do latim manans = o que brota ou emana) são as fontes de onde vem a água usada para consumo humano e para as atividades econômicas. Rios, lagos, lençóis subterrâneos e até represas podem ser considerados mananciais. 

Eles são abastecidos pela água das chuvas, que penetra no solo e corre por entre as rochas até atingir um aquífero. A água também pode vir de geleiras que derretem e terminam por penetrar no solo da mesma forma. O contato com as rochas do solo dissolve minerais, e isso dá às águas de diferentes regiões propriedades de sabor, composição química e odor diversos.

O desmatamento para ocupação urbana desordenada e expansão da agropecuária, com uso intensivo de agrotóxicos, o lançamento de esgotos industriais e domésticos e o despejo de lixo contaminam a água, comprometendo o equilíbrio ecológico em áreas de mananciais e colocam em risco o abastecimento de água para populações humanas.

ÁGUA POTÁVEL

A água potável é própria para beber. Para ser considerada potável, a água precisa estar livre de substâncias tóxicas e apresentar quantidades de partículas e organismos consideradas seguras para seu consumo, para o preparo de alimentos, entre outros.  Algumas populações são obrigadas a consumir água contaminada e acabam contraindo doenças. No Brasil, existem cerca de 35 milhões de pessoas sem acesso a água potável.

Ciclo da água 

A água da hidrosfera existe na Terra há muito tempo. Ela passa constantemente por várias mudanças de estado físico: condensação, evaporação e solidificação. Esse movimento constante da água no planeta é chamado ciclo da água. Ao evaporar dos oceanos, rios e lagos, por exemplo, a água sobe para a atmosfera, onde se condensa e forma nuvens. Ao precipitar como chuva ou neve, ela penetra no solo e reabastece os corpos de água. 

No nosso cotidiano, é fácil perceber que a água circula na natureza. Depois de uma chuva, por exemplo, notamos que a água é absorvida pelo solo ou fica empoçada e, depois, evapora. 

Ao cuidar de uma planta, precisamos regar o solo para evitar que ele seque. Essas dinâmicas fazem parte do ciclo da água ou ciclo hidrológico, que tem importância central no clima do planeta.

3. A ATMOSFERA 

Atmosfera é a camada de gases que envolve o planeta. Ela é composta de uma mistura de gases, o ar. Os principais constituintes do ar são o gás nitrogênio e o gás oxigênio. Além deles, estão presentes, em pequena quantidade, gás argônio, gás carbônico e outros gases. 

A atmosfera (do grego atmós = vapor, e sphaira = esfera) é composta de uma mistura de gases como o gás nitrogênio, o gás oxigênio e o gás carbônico. Essa mistura, também conhecida como ar, envolve a Terra. Alguns desses gases, como o gás oxigênio e o gás carbônico, são utilizados pelos seres vivos em seus processos vitais, como a respiração e a fotossíntese. 

Não existe uma separação exata entre a atmosfera e o espaço sideral. Por convenção, a Federação Astronáutica Internacional (IAF) considera que o espaço sideral se inicia a 100 quilômetros de altitude. Acima dessa altitude, embora ainda exista ar, ele é rarefeito demais para permitir o trânsito de aeronaves. 

No estudo da atmosfera, ela é dividida em cinco camadas de acordo com suas propriedades: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera.

Camadas da atmosfera terrestre

TROPOSFERA - nível do mar

A troposfera se inicia na superfície do planeta e vai até cerca de 12 quilômetros de altitude. Apesar de ser a camada mais estreita, concentra 75% de todo o ar atmosférico. A maioria dos seres vivos está nessa camada, onde também ocorrem nuvens, ventos, chuvas e outros fenômenos climáticos.

ESTRATOSFERA – Começa no final da troposfera e se estende até uma altitude de cerca de 50 km. É onde se encontra a camada de gás ozônio, que bloqueia a maior parte da radiação solar ultravioleta prejudicial aos seres vivos. Perto do limite superior da estratosfera, a temperatura chega a 0 °C. É na estratosfera que os aviões a jato costumam voar.

A estratosfera vai até 50 quilômetros de altitude e contém uma região onde o ar é rico em gás ozônio. Chamada camada de ozônio, ela absorve cerca de 98% da radiação ultravioleta que chega ao planeta emitida pelo Sol. Essa ação é fundamental para a vida, pois a radiação ultravioleta é prejudicial ao material genético das células.

MESOSFERA – Estende-se por uma faixa entre 50 km e 80 km de altitude. Apresenta temperaturas muito baixas, inferiores a 2100 °C.

A mesosfera vai até 80 quilômetros de altitude, com temperaturas baixíssimas, próximas a 100 °C negativos. É nessa camada que ocorrem os meteoros, rastros luminosos que se formam na atmosfera pela passagem de meteoroides em alta velocidade.

TERMOSFERA – Começa a cerca de 80 km da superfície terrestre e atinge 500 km de altitude. Nessa camada, o ar é tão rarefeito que a radiação solar é facilmente absorvida, e as temperaturas podem ultrapassar os 1 000 °C. Alguns cientistas descrevem uma região dentro da termosfera chamada ionosfera, na qual gases são modificados pela radiação solar e produzem o fenômeno da aurora polar. É na ionosfera que ocorre a reflexão de certas ondas eletromagnéticas usadas em comunicação a longa distância feita por satélites, como as ondas de rádio e de televisão.

A termosfera envolve a mesosfera. Nessa camada, a temperatura do ar aumenta com a altitude, que chega a 500 quilômetros. É nela que se formam as auroras, fenômeno atmosférico de luzes e cores.

EXOSFERA – Chega a 800 km de altitude e é considerada o limite com o espaço sideral. Parte dos gases da exosfera escapa para o espaço sideral. Os satélites artificiais, em geral, se encontram nessa camada da atmosfera.

A exosfera é a camada mais externa da atmosfera, estendendo-se por centenas de quilômetros.  É nela que se encontram os satélites e outros equipamentos em órbita.

Há mais de 4 bilhões de anos, a Terra estava em formação. A crosta estava se solidificando, e o planeta liberava diversos gases, que passaram a fazer parte da atmosfera da Terra primitiva. 

Com o passar do tempo, ocorreram transformações ambientais na Terra, algumas delas provocadas pelo desenvolvimento da vida no planeta. O gás oxigênio, por exemplo, passou a fazer parte da atmosfera após o surgimento de microrganismos que realizam fotossíntese. Por causa dessas transformações, a proporção de gases da atmosfera foi se alterando, até chegar à composição atual. 

O gás carbônico, por exemplo, diminuiu, graças à absorção realizada pela fotossíntese. 

A ação humana, como a emissão de poluentes por veículos e os incêndios criminosos, também provoca modificações na atmosfera todos os dias.

COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA TERRESTRE 

A atmosfera terrestre é composta principalmente de gás nitrogênio e gás oxigênio. Também compõem a atmosfera, mas em pequenas quantidades, o dióxido de carbono (gás carbônico), o argônio, o hidrogênio, entre outros gases. 

Além de gases, a atmosfera contém água, nos estados líquido e sólido nas nuvens, e material particulado, como fuligem, pólen, esporos e outros microrganismos.

A ÁGUA NA ATMOSFERA 

A atmosfera contém água no estado gasoso, conhecida como vapor de água. A quantidade de vapor de água na atmosfera em um determinado local muda no decorrer do ano em virtude das chuvas, dos ventos e das alterações climáticas. 

A umidade relativa do ar é a medida da quantidade de vapor de água no ar, e é expressa na forma de porcentagem. Em média, existe entre 1% e 4% de vapor de água na atmosfera terrestre, e a maior parte está nos 4 mil metros próximos à superfície. 

Há regiões na Terra onde o ar é bem seco, como no deserto de Atacama, e outras regiões onde o ar é muito úmido, como na floresta Amazônica.

O deserto de Atacama, no Chile, apresenta taxas de umidade muito baixas. Foto de 2016.

ATMOSFERA E ALTITUDE 

A atmosfera sofre influência de muitos fatores, entre eles a radiação solar, os fenômenos climáticos, as atividades dos seres vivos e a altitude. A altitude é a distância vertical em que um determinado ponto se encontra em relação ao nível do mar. 

Quanto maior a altitude, mais rarefeito fica o ar. No esquema, isso é mostrado pela intensidade da cor azul, que representa os gases da atmosfera. 

Medições realizadas por cientistas mostraram que, conforme a altitude aumenta, a quantidade de gases no ar atmosférico diminui. Nesse caso, dizemos que o ar se torna cada vez mais rarefeito, ou seja, com menos gases. 

Em grandes altitudes há menos gás oxigênio disponível. Para as pessoas que não estão habituadas a essas condições, isso afeta o funcionamento do organismo humano. Acima de 2 mil metros, por exemplo, começam a aparecer sintomas como náusea, aumento do ritmo cardíaco e dores de cabeça. Esses sintomas podem levar várias semanas para desaparecer, até que o corpo se ajuste à nova altitude. 

A temperatura do ar também diminui à medida que há aumento da altitude. Na troposfera, a cada 1 000 metros de altitude, a temperatura diminui em média 6 °C. 

Em outras camadas da atmosfera, a variação de temperatura segue outros padrões. A termosfera, por exemplo, tem temperaturas maiores que a mesosfera, camada que se encontra abaixo da termosfera.

Devido à sua altitude, que alcança 2 652 m, o vulcão Osorno, localizado no Chile, apresenta temperaturas muito baixas e o pico sempre coberto por neve. Foto de 2018.