Este documento describe las capas fluidas de la Tierra, incluida la atmósfera, hidrosfera y biosfera. Explica el origen de estas capas desde la formación de la Tierra hace 4500 millones de años, y cómo la evolución de la atmósfera, especialmente el aumento del oxígeno debido a la fotosíntesis, ha permitido el desarrollo de la vida. También describe la composición, estructura y transferencia de energía en la atmósfera terrestre.

1. LAS CAPAS FLUIDAS DE
LA TIERRA
LAS CAPAS FLUIDAS DE LA TIERRA

2. GEOSFERA. Dinámica con tectónica de placas
ATMÓSFERA. Rica en O2 y por tanto muy alejada del equilibrio químico
HIDROSFERA. Con agua abundante en los tres estados físicos
Es el único planeta que tiene BIOSFERA ????
JAMES LOVELOCK en su hipótesis GAIA, compara nuestro planeta con
un organismo vivo en el que sus partes “interactúan de tal modo que
se autorregula”.
Esta visión “orgánica” del planeta, ha contribuido en gran medida a
nuestra visión de que la Tierra forma un SISTEMA COMPLEJO con
abundantes interconexiones entre sus partes, cuyas relaciones de
interactividad determinan sus condiciones de habitabilidad y ha permi-
tido la comprensión de los efectos globales de nuestras acciones sobre
el medio ambiente.

3. EL ORIGEN DE LAS CAPAS FLUIDAS
La Tierra se formó hace 4500 m.a. por acreción de gas y polvo en
una nebulosa en rotación. La caída de materia en un campo
gravitatorio desprende energía, por lo que la Tierra primitiva debió
de estar tan caliente como para llegar a fundirse y estructurarse en
capas concéntricas por densidades.

4. La capa externa, menos densa, sería la atmósfera inicial o protoatmósfera, formada
fundamentalmente por hidrógeno y helio.
La segunda atmósfera terrestre se produjo por desgasificación del manto, y sus principales
componentes debieron ser semejantes a los gases que actualmente siguen emitiendo los
volcanes: agua, CO2 y en menores proporciones compuestos de nitrógeno (N2, NH3, NO2) y
azufre (SH2, SO2)
Una parte importante del agua de la Tierra pudo tener su
origen en la caída de cometas durante el episodio llamado
“ gran bombardeo meteorítico”
A medida que la Tierra primitiva fue enfriándose, el agua iría
condensándonse y daría lugar a los primeros oceános.
La salinidad del mar se debe a la disolución de sustancias
procedentes tanto de las emanaciones volcánicas como de la
alteración y erosión de las rocas.

5. LA EVOLUCIÓN DE LA ATMÓSFERA
 La atmósfera primitiva debió de ser muy diferente de la actual.
 Después de la condensación de la hidrosfera, el principal
acontecimiento en la evolución atmosférica fue la acumulación de
oxígeno molecular (02). Gas altamente reactivo debido a que el
oxígeno es el elemento químico más electronegativo del sistema
periódico después del fluor, por lo que reacciona con los metales y
otros elementos.

 Las atmósferas de otros planetas no
 tienen cantidades significativas de O2.
 El abundante oxígeno de nuestro
 planeta procede de la fotosíntesis.

6. LA EVOLUCIÓN DE LA ATMÓSFERA
 La vida se originó en la Tierra hace 3800 m.a.
 Los primeros fósiles se tratan de estromatolítos producidos por
cianobacterias, que son organismos procariotas que realizan la
fotosíntesis. Este proceso fue liberando grandes cantidades de O2 al
tiempo que disminuía la concentración de CO2, al principio, el O2
reaccionaba con el hierro disuelto en el mar, pero cuando este
elemento fue escaseando, comenzó a acumularse en la atmósfera, con
lo que ésta cambió radicalmente.

7. LA EVOLUCIÓN DE LA ATMÓSFERA
 El aumento de O2 y la disminución de CO2 y CH4 provocaron un
gran descenso en la temperatura que pudo causar la primera y
mayor glaciación de la historia del planeta.
 La acumulación de O2 ocasionó la formación de la capa de
ozono, lo que, al disminuir la radiación ultravioleta, permitió
que la superficie terrestre comenzará a ser habitable.

8. COMPOSICIÒN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
 COMPOSICIÓN ESTRUCTURA VERTICAL

9. LA ENERGÍA EN LA ATMÓSFERA
 La energía procedente del Sol que llega al límite de la
atmósfera terrestre se denomina constante solar, y es de
1370 W/m2 como media.
 Como la Tierra es esférica, en
 la mitad es de noche y el
 ángulo de incidencia es menor
 de 90º en la mayor parte de su
 superficie, la cantidad de ener-
 gía realmente recibida es
 mucho menor( 342 W/m2)

10. LA ENERGÍA EN LA ATMÓSFERA
 La atmósfera intercambia energía mediante tres mecanismos:
 RADIACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
 CONDUCCIÓN TÉRMICA
 CALOR LATENTE EN LOS CAMBIOS DE ESTADO DEL AGUA

11. LA ENERGÍA EN LA ATMÓSFERA
 RADIACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. Todos los cuerpos emiten
energía en forma de radiación electromagnética. El espectro de
longitudes de onda de esta emisión térmica depende únicamente de
la temperatura.
 Como la superficie del Sol está mucho más caliente que la de la Tierra,
su radiación es más energética. El Sol emite sobre todo luz, y la Tierra,
infrarrojo lejano.

12. LA ENERGÍA EN LA ATMÓSFERA
 Cuando una sustancia absorbe radiación de una determinada longitud de onda,
se excita, emitiéndola con una longitud de onda mayor (fluorescencia), o sufre
un aumento de temperatura, incrementando el movimiento vibratorio de sus
partículas, por lo que aumenta su emisión térmica.
 Los gases del aire son muy transparentes a la luz visible y a las longitudes de
onda infrarrojas y ultravioletas, pero absorben en mayor medida otras longitudes
de onda.
 La radiación más energética (rayos ganma, rayos X y ultravioleta lejano) es
casi totalmente absorbida en las capas altas por el O2 y el N2, lo que explica la
elevada temperatura que caracteriza a la termosfera.

13. LA ENERGÍA EN LA ATMÓSFERA
 La radiación ultravioleta, se absorbe
en gran parte por el ozono estratosférico, por
lo que la capa de ozono también tiene una
elevada temperatura.
Dado que estas radiaciaciones de alta energía
son muy perjudiciales para los seres vivos por
su efecto fotoquímico, que daña moléculas
(proteínas y ADN) (provocan mutaciones)
la atmósfera tiene un efecto protector sin
el cual no podría desarrollarse la vida en la
superficie terrestre.

14. LA ENERGÍA EN LA ATMÓSFERA
 La radiación infrarroja de onda larga también es absorbida en parte
por los gases atmosféricos (CO2, H2O y CH4) así como gases
contaminantes CFC. Esta radiación infrarroja proviene
fundamentalmente de la emisión térmica de la Tierra.

15. LA ENERGÍA EN LA ATMÓSFERA
 CONDUCCIÓN TÉRMICA.
La mayor parte de la luz solar llega a la s. terrestre y es absorbida por
las rocas, agua y plantas y se calientan, ceden parte del calor al aire
superficial en contacto con ellas. Inversamente, el aire cálido cede calor
a la superficie terrestre, aunque en menor cantidad.
Como el aire de la troposfera se calienta por estos 3 procesos desde
abajo, el GVT es +, mientras que la estratosfera y la termosfera al
calentarse desde arriba tiene GVT -