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Planeta Terra II-10: Atmosfera
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Camadas da atmosfera |
Composição do ar |
Efeito estufa |
Camada de ozônio |
Camada de ozônio, efeito estufa. Vez por outras, esses assuntos são abordados na grande mídia. Esta página procura dar algumas informações sobre eles, bem como outras sobre a atmosfera terrestre.
Camadas da atmosfera
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A Figura 01 dá o esquema das camadas atmosféricas com dados de altitudes, temperaturas e pressões. É evidente que são dados médios e que as transições não são abruptas conforme a figura pode sugerir.
Nota-se que a mudança de uma camada para outra implica uma mudança do comportamento da variação de temperatura. Nas transições, ocorrem pequenas faixas de temperatura constante e depois os sentidos das variações se invertem.
Fig 01
A primeira camada, troposfera, contém cerca de 80% da massa total da atmosfera. A tropopausa é a camada de transição para a seguinte (e nomes de construção semelhante para as demais transições). A estratosfera contém cerca de 19,9% da massa total e muito pouco vapor d'água.
Portanto, nas duas primeiras camadas está a quase totalidade do ar, o que pode ser observado pelos minúsculos valores de pressão nas camadas superiores.
Composição do ar
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A tabela abaixo mostra os percentuais volumétricos dos principais componentes do ar seco. Os gases nobres (argônio, criptônio, hélio, neônio, xenônio) são mantidos por processos radiológicos ou são de caráter permanente.
| Gás |
% em vol |
| Argônio (Ar) |
0,93 |
| Criptônio (Kr) |
0,0001 |
| Dióxido de carbono (CO2) |
0,036 |
| Hélio (He) |
0,0005 |
| Hidrogênio (H2) |
0,00005 |
| Neônio (Ne) |
0,0018 |
| Nitrogênio (N2) |
78,08 |
| Metano (CH4) |
0,00017 |
| Óxido nitroso (N2O) |
0,00003 |
| Oxigênio (O2) |
20,95 |
| Ozônio (O3) |
0,000004 |
| Xenônio (Xe) |
0,000001 |
O gás de maior percentual, nitrogênio, tem importantes funções para os seres vivos. Compostos de nitrogênio no solo são fundamentais para o crescimento de plantas e, portanto, para toda a cadeia biológica.
A fixação do nitrogênio no solo se dá por diferentes processos: atmosférico (raios quebram moléculas de nitrogênio que formam óxidos com o oxigênio e estes formam nitratos com água da chuva que os leva para o solo), industrial (os fertilizantes produzidos artificialmente) e biológico (certos tipos de bactérias). Outros tipos de bactérias convertem os nitratos em nitrogênio gás, retornando-o para a atmosfera. É o chamado ciclo do nitrogênio.
O oxigênio é trocado naturalmente pelos processos biológicos de respiração e fotossíntese. Na respiração, moléculas orgânicas como glicose e outras são oxidadas, produzindo dióxido de carbono, água e liberando energia para o metabolismo. Exemplo:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia
A fotossíntese faz o processo inverso, com ajuda da luz solar. Exemplo:
6CO2 + 6H2O + luz → C6H12O6 + 6O2
O dióxido de carbono é introduzido na atmosfera pelos processos de respiração, queima de combustíveis e processos industriais humanos.
Metano é introduzido na atmosfera por animais como gado, insetos como cupins, culturas de arroz, aterros para lixo, mineração, extração de petróleo, etc.
Óxido nitroso é introduzido na atmosfera pela queima de combustíveis fósseis e biomassas, por processos de fertilização de solos.
O ozônio existe naturalmente na estratosfera pela ação da luz solar (combinação do oxigênio molecular (O2) com o oxigênio atômico (O). A atividade industrial humana produz ozônio na superfície (resultado da ação da luz solar sobre alguns poluentes emitidos).
O vapor d'água não consta na tabela pois ela se refere ao ar seco, mas é um importante componente. A proporção é variável, dependendo do local e outras condições. Pode chegar até cerca de 4%. O vapor d'água redistribui calor através da troca latente e permite a formação de nuvens e, por conseqüência, das chuvas.
Efeito estufa
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O efeito estufa é bastante análogo ao objeto que lhe dá o nome, isto é, alguns gases presentes na atmosfera têm a propriedade de reter e reenviar o calor refletido pela superfície, de forma similar aos vidros de uma estufa para cultivo de plantas.
É um fenômeno que ocorre naturalmente e, em princípio, não deveria ser nocivo. Pelo contrário. Sem o efeito estufa, a temperatura média da Terra seria algo perto de −20ºC, o que certamente inviabilizaria a existência de vida. O que causa preocupação é o aumento do efeito estufa provocado pelo aumento da concentração de certos gases devido à atividade humana.
Segundo especialistas, os principais responsáveis pelo aumento do efeito estufa são: dióxido de carbono (aumento da concentração 30% em 150 anos), metano (140%), óxido nitroso (11%) e compostos de cloro-flúor-carbono (sem referência anterior pois foi introduzido com uso de sistemas de refrigeração). São gases resultantes de atividades industriais, agrícolas, transportes, mineração e outras.
Acordos e compromissos internacionais têm sido colocados para reduzir a emissão desses gases. Mas é algo um tanto difícil. Depende de esforços tecnológicos e certamente de mudanças de hábitos de consumo. Alguns pesquisadores estimam que a temperatura média da Terra aumentou de 0,3 a 0,6ºC nos últimos 100 anos em razão do aumento da concentração desses gases. E prevêem um aumento de 1 a 3ºC para os próximos 100 anos.
Camada de ozônio
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Conforme mencionado no tópico Composição do ar, o ozônio é produzido naturalmente na estratosfera pela ação da luz solar sobre o oxigênio. A radiação ultravioleta do sol faz o processo inverso, isto é:
O3 + ultravioleta → O2 + O
E essa reação bloqueia a radiação ultravioleta, impedindo-a de chegar à superfície.
Os primeiros equipamentos de refrigeração usavam amônia como gás refrigerante. Mas é tóxica e inflamável sob certas condições. Assim, o uso era restrito a instalações industriais. Por volta de 1930 foram introduzidos os compostos à base de cloro, flúor e carbono (CFC), que não são inflamáveis nem tóxicos e isso permitiu a ampla utilização dos refrigeradores. Além disso, os gases de CFC foram usados em sprays, processos de limpeza e esterilização, produção de espumas de plástico.
Várias décadas depois, foi verificado que a redução observada da camada de ozônio estava associada ao uso disseminado do CFC. Ao chegar na estratosfera, a radiação ultravioleta o decompõe, liberando o cloro. E o cloro reage com o ozônio:
Cl + O3 → ClO + O2
Os efeitos da radiação ultravioleta na superfície são perigosos e alguns de conseqüências imprevisíveis. Exemplos: câncer de pele, enfraquecimento do sistema imunológico, catarata, redução da população de fitoplânctons na água do mar, etc.
Acordos internacionais foram estabelecidos para a redução gradual do uso do CFC e parece que estão em andamento. Refrigeradores atuais não fazem mais uso de CFC.
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