Cuberta protectora
2005/06/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
M
o todo emite radiación electromagnética de todas as lonxitudes de onda, pero non todas chegan á superficie terrestre. A maior parte da radiación de alta enerxía se obstruye nas capas superiores da atmosfera. Alí, as moléculas divídense e os átomos perden algúns dos seus electróns, converténdose así en iones. Así, por encima dos 80 km, a atmosfera ten numerosos iones e electróns libres. Esta parte da atmosfera denomínase ionosfera.
Por baixo, a unha altura de 20-25 km, atópase a capa de ozono que impide que a radiación de lonxitude de onda curta chegue á superficie terrestre, os raios ultravioleta. Os seus efectos son coñecidos polos dermatólogos, que provocan cancro e queimaduras graves na pel humana. Menos mal que case todo se detén!
A pesar de que a capa de ozono é realmente protectora e eficaz, non creas que sexa una cuberta grosa: si a superficie terrestre estivese sometida a presión atmosférica, só tería un espesor de tres milímetros. Con todo, si desaparecese, o Sol, o noso vividor, converteríase en mortal.
O ozono está formado por tres átomos de osíxeno que se forman grazas á radiación ultravioleta. De feito, na parte superior da atmosfera a luz ultravioleta divide a molécula de osíxeno, quedando dous átomos de osíxeno libres. Cando uno deles pasa á estratosfera e únese a unha molécula de osíxeno, fórmase a molécula de ozono. En ocasións, o átomo de osíxeno únese a unha molécula de nitróxeno formando óxido nitroso.
Por outra banda, cando a luz ultravioleta atópase co ozono, divide a molécula de ozono formando una nova molécula de osíxeno e un átomo de osíxeno. O ozono é, por tanto, un ciclo de formación e destrución constantes.
O buraco necesita parche
Con todo, o ciclo de ozono córtase facilmente por cloro, flúor ou bromo atómico. Estes elementos atópanse en varios compostos estables, principalmente clorofluorocarbonos (CFC). Si os CFCs chegan até a estratosfera, os raios ultravioletas divídenos e os átomos quedan libres. Un único átomo de cloro é capaz de romper 100.000 moléculas de ozono.
Tamén hai que ter en conta os avións supersónicos, que arroxan óxido nitroso e auga. Ao voar na parte inferior da estratosfera, son moi prexudiciais paira a capa de ozono.
Pola contra, a concentración de ozono varía moito coa latitude, máis grosa no ecuador e máis fina nos polos. Os investigadores estiman que a concentración de ozono no hemisferio norte está a diminuír un 4% anual. Así mesmo, aproximadamente o 4,6% da superficie terrestre carece de capa de ozono, que son os buracos da capa de ozono. Isto significa que nestes lugares non hai escudo que protexa da radiación ultravioleta.
Hai tempo que os científicos alertaron sobre o posible impacto da perda da capa de ozono. A diminución da densidade da capa de ozono nun 1% parece supor un incremento do 3% na probabilidade de padecer cancro de pel. Paira evitar o risco, os gobernos xa comezaron a tomar medidas paira evitar a destrución da capa. Os primeiros foron os suecos, que en 1978 prohibiron os aerosois que danan a capa de ozono.
A pesar da posterior apertura de medidas internacionais, a preocupación non desapareceu: En agosto de 2003, a Asociación Geofísica de EE.UU. informou que a perda de ozono certeiro estaba a retardarse, mentres que o buraco sobre a Antártida foi o segundo máis grande de todos os tempos. Ademais, agora han visto que a capa de ozono sobre o Ártico foi máis delgada que nunca na primavera invernal deste ano.
Aínda que é certo que a prohibición dos CFCs foi favorable, non hai que esquecer que a capa de ozono tamén está influenciada por outras sustancias utilizadas polo home, como metanos, óxidos nitrosos, partículas de sulfato, etc. Por tanto, os investigadores seguirán atentos ao espesor da capa paira evitar un adelgazamento excesivo.
Cálido
En calquera caso, a protección fronte ás radiacións non é máis que un beneficio paira a atmosfera. E é que, como di Fernando Mijangos, do Departamento de Química Física da UPV, “a atmosfera é a manta da Terra, sen ela a temperatura media do planeta sería de -18 ºC”.
O efecto invernadoiro da atmosfera debe que a Terra teña una temperatura media de 15ºC e que os cambios de temperatura entre a noite e o día non sexan excesivos. Chama a atención que na atmosfera apenas haxa outros gases, ademais do nitróxeno e o osíxeno, e con todo algúns destes gases que se atopan a baixas concentracións son responsables do efecto invernadoiro.
Desde o punto de vista biolóxico, o osíxeno e o nitróxeno son esenciais: aprovéitanse do osíxeno paira oxidar os nutrientes, obtendo enerxía e o nitróxeno é fundamental paira a produción de aminoácidos. Pero ningún dos dous faise responsable da temperatura do planeta. As moléculas formadas por dous átomos non afectan ao efecto invernadoiro, pero si ao efecto invernadoiro as formadas por tres ou máis átomos.
De feito, o principal causante do efecto invernadoiro é o dióxido de carbono, ao que se debe aproximadamente o 60% do total. Séguelle o metano, con aproximadamente un 20%, seguido dos CFCs cun 14%. Finalmente, o óxido nítrico xera un 6%.
O dióxido de carbono e outros traballan como cristais de invernadoiros. Aínda que parte da enerxía procedente do sol absórbese nas capas altas da atmosfera, a maior parte da mesma chega á superficie terrestre. A propia Terra absorbe parte da radiación e o resto reflícteo en forma de infravermello. Con todo, estes gases actúan como espellos e devolven a calor cara á superficie terrestre. Por tanto, a temperatura do planeta aumenta.
Da tapa de algodón á sintética
Con todo, nos últimos tempos a concentración destes gases na atmosfera está a aumentar debido á actividade humana. Ao comezo da revolución industrial, a concentración de dióxido de carbono era de 280 ppm. Con todo, na actualidade supera as 350 ppm. A maior parte das emisións de dióxido de carbono á atmosfera prodúcense por quéimaa de combustibles fósiles e outra parte pola deforestación. Os CFCs seguen sendo utilizados en numerosas actividades industriais, o metano xérase en procesos anaerobios e o óxido nitroso na combustión e na degradación de fertilizantes.
Ao aumentar cada un deles, ademais, refórzanse outros procesos e, finalmente, o impacto é exponencial. Por exemplo, cando aumenta o dióxido de carbono na atmosfera, a temperatura aumenta, polo que o aire pode tomar máis auga que antes. Ademais, se evapora máis auga do mar. E o propio vapor de auga tamén contribúe ao efecto invernadoiro.
Doutra banda, hai que ter en conta que o mar absorbe gran cantidade de dióxido de carbono, pero un aumento da temperatura reduciría a disolución de gases, o que incrementaría a acumulación de dióxido de carbono na atmosfera.
Con todo, non é previsible que vai ocorrer, xa que todos os procesos están interrelacionados. Por exemplo, a unión de moléculas de vapor de auga provocará nubes que dificultarán a enerxía do Sol, polo que é posible que as nubes axuden a arrefriar un pouco a Terra.
Con todo, sen ningunha dúbida, o aumento do efecto invernadoiro vai influír. E, segundo moitos investigadores, se a tendencia non cambia, as consecuencias serán prexudiciais. Mijangos utiliza de novo a comparativa da manta paira advertir das posibles consecuencias destes cambios: “As tapas fabricadas con novos materiais quentan máis que as clásicas de algodón, polo que ao principio cóllense a gusto, pero logo dámosnos/dámonos conta de que achegan unha chea de calor”.
Até que punto preocúpannos os cambios que se están producindo? Os expertos non coinciden nas conclusións nin nas previsións, pero a inmensa maioría están preocupados e creen que hai que tomar medidas paira restaurar a situación antes de que sexa demasiado tarde. Pero non só depende dos expertos.
Escudo contra os meteoros
Ademais de ser un filtro potente e una boa tapa, a atmosfera é un escudo duro. Mira a Lúa chea de buracos e cráteres! A Lúa non está protexida contra os materiais que lle chegan do espazo. Pois a Terra tería ese aspecto se non tivese o paraugas da atmosfera.
Cada día centos de toneladas de material entran á atmosfera. Case todas son partículas pequenas, de poucos miligramos. A súa entrada á atmosfera é extremadamente rápida, a unha velocidade de 40 km/s ou superior. A esta velocidade as partículas quéntanse e emiten luz a medida que se desfán. Chámanse estrelas fugaces.
Non todos teñen o mesmo brillo, canto maior é o brillo. Os máis grandes chámanse bolidos ou bólas de lume e son espectaculares, non só polo seu brillo, senón porque permiten ver como se desfán. Ás veces o son que emiten ao explotar chega á superficie terrestre e pódese ouvir una especie de zumbido. A pegada do camiño que percorre no ceo pode durar varios minutos.
Con todo, a atmosfera non protexe de todas as partículas. As rocas de varias decenas de metros de diámetro tamén se desfán ao atravesar a atmosfera, pero as máis grandes conseguen chegar até o chan. Son meteoros e dependendo do seu tamaño poden causar danos apreciables na zona de caída.
E é que a velocidade que traen os meteoros non é despreciable e liberan una enorme enerxía. Cóntanos: Un obxecto de 35 metros de diámetro liberaría aproximadamente a enerxía equivalente á suma de 65 explosivos como a bomba que destruíu Hiroshima, una bomba nuclear de varios megatones.
Afortunadamente, non caen todos os días. Calcúlase que un obxecto de 10 metros de diámetro produce una décima parte de enerxía dun megatón que entra na atmosfera cada dez anos. Como se explota na propia atmosfera, non produce danos. Os obxectos dun quilómetro de diámetro liberan enerxía de cen mil megatios e tocan a Terra cada cen mil anos. Os de dez quilómetros de diámetro caen cada cen millóns de anos e a súa influencia é terrible.
Parece ser que os dinosauros desapareceron fai 65 millóns de anos por culpa dun meteorito destas características. Algúns poden discutir a influencia do meteorito na desaparición dos dinosauros, pero non hai dúbida de onde caeu: Creado en Chicxulube, México, o cráter ten 180 quilómetros de diámetro e case 50 quilómetros de profundidade. Menos mal que os meteoros con capacidade de perforación atmosférica son tan raros!
Arriba anxo, abaixo demo
É curioso que alí arriba, na estratosfera, a mesma molécula que beneficia tanto sexa venenosa aquí, na troposfera. Si, o ozono é un contaminante nocivo na parte baixa da atmosfera que causa graves danos á saúde humana e ás plantas.
O ozono non se emite á atmosfera como outros contaminantes, non hai fontes contaminantes de ozono. Aínda que parte do ozono presente na troposfera é producido por axentes naturais, a maior parte procede de reaccións de sustancias químicas emitidas como consecuencia da actividade humana. Como estas reaccións son impulsadas pola luz do sol, a concentración de ozono é maior na primavera e verán que noutras estacións do ano.
Nas grandes cidades non é raro que as autoridades advirtan ao público que a concentración de ozono chegou a niveis perigosos. Nestes casos, recomendan estar dentro e non realizar exercicio físico no exterior, adoptando medidas paira reducir o tráfico e as emisións da industria.
O ozono causa problemas e irritación do aparello respiratorio no home, entre outros. Pero a súa influencia nas plantas non é máis doce: dana as células, amortece a fotosíntesis e impide o crecemento da planta. A persistencia da contaminación por ozono provoca perdas na agricultura. As plantas máis sensibles son as herbáceas, daquela as frondosas e as máis duras as coníferas.
