1. La atmósfera y sus propiedades

Esta secuencia propone estudiar la naturaleza de la atmósfera y de qué manera los diferentes contaminantes repercuten en su dinámica y funcionamiento.

Creado: 26 enero, 2022 | Actualizado: 4 de septiembre, 2023

Momentos de esta propuesta:

Orientaciones para docentes

Esta secuencia tiene por objetivo acercar a las y los estudiantes a los fenómenos naturales del mundo que las y los rodea, procurando que desnaturalicen la mirada que tienen acerca de los mismos y planteen nuevos interrogantes. Se busca que se aproximen a ciertas nociones científicas que les permitan reflexionar y dar respuesta a las preguntas que formulen.

Se considera necesario estimular la observación de fenómenos reales del ámbito cotidiano que puedan ser descritos, inicialmente, mediante un lenguaje coloquial. La intención es avanzar luego, de forma gradual, en la utilización de un lenguaje específico disciplinar que favorezca la expresión oral y escrita al momento de explicar y argumentar.

Siempre es conveniente encuadrar los fenómenos observados a partir de las nociones teóricas correspondientes. Por esto, se espera que las y los docentes promuevan una permanente relación entre las teorías, los modelos científicos y los fenómenos del mundo natural. Se considera importante que trabajen con situaciones problemáticas abiertas, que no impliquen respuestas automáticas sino que comprometan el análisis y la reflexión de diversas situaciones, la creación de hipótesis, la indagación de información, etc. Será vital en este proceso proponer acciones que incentiven la búsqueda de respuestas.

Las situaciones de aprendizaje que se incorporan en esta secuencia promueven que las y los estudiantes amplíen el conocimiento sobre las Ciencias Naturales y conozcan acerca de fenómenos y procesos que ocurren en la atmósfera que tienen gran importancia para la vida. Las actividades se presentan organizadas en tres ejes: “Aspectos generales de la atmósfera”, “Contaminación atmosférica” y “Cambio climático”.

Al finalizar la propuesta, se espera que las y los estudiantes puedan:

Identificar las características y las propiedades que tiene la atmósfera.
Reconocer los cambios que pueden producirse en la atmósfera a partir de diferentes contaminantes.
Reconocer procesos químicos y físicos que afectan la dinámica de la atmósfera.
Identificar al cambio climático como problemática ambiental y global.

La atmósfera y sus propiedades

El planeta que habitás, la Tierra, tiene algunas particularidades que permiten la existencia de vida. Una es la presencia de la atmósfera, que es la capa gaseosa que rodea el planeta. La atmósfera de la Tierra es una cobertura gaseosa compuesta por diversos gases; generalmente su presencia se puede observar como una capa fina azulada cerca del horizonte.

En las actividades que se plantean a continuación aprenderás de qué manera esta parte del planeta, que es tan imperceptible a simple vista, presenta características y propiedades particulares.

La atmósfera terrestre contiene principalmente nitrógeno y oxígeno en estado gaseoso, tiene un espesor de 480 km, sin embargo, la mayor concentración de masa está dentro de los 30 km próximos a la superficie.

La atmósfera de la Tierra es una cobertura gaseosa compuesta principalmente por nitrógeno (N₂) y oxígeno (O₂) molecular, con pequeñas cantidades de otros gases, como vapor de agua (H₂O) y dióxido de carbono (CO₂). Aunque nuestra atmósfera tiene un espesor de varias centenas de kilómetros, cerca del 99% de su masa gaseosa se encuentra dentro de los primeros 30 km cercanos a la superficie terrestre.

Camilloni, Inés y Vera, Carolina (2007) La atmósfera. Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología. Serie Explora: las ciencias en el mundo contemporáneo. P. 3. Recuperado en enero de 2022.

Estructura de la atmósfera

Según Carmen Orozco et al (2003)¹, en la atmósfera –además de gases– se encuentran aerosoles a modo de suspensión. Los aerosoles son materiales sólidos y líquidos que provienen generalmente de procesos naturales de tipo físicos y químicos como la erosión, los aerosoles marinos, las erupciones volcánicas y los incendios forestales naturales. Todos estos tipos de aerosoles, y otros más, actúan como centros de condensación en la formación de nubes.

Conocer la composición de la atmósfera es importante desde el punto de vista del ambiente. Los parámetros físicos y el clima dependen de dicha composición. Por ejemplo, la nubosidad y las precipitaciones están directamente relacionadas con la naturaleza de los aerosoles.

También existe una relación muy estrecha entre la composición química de la atmósfera y el clima, por ello es importante detectar la presencia de contaminantes. Los mismos pueden ser causantes de que aparezcan nuevas sustancias y modifiquen la concentración y distribución de otras. También es necesario reconocer la composición de la atmósfera para poder comprender posteriormente su posible contaminación. Entendemos a la contaminación de la atmósfera como una alteración de la composición natural causada, entre otros factores, por la acción humana.

La atmósfera puede ser dividida en una serie de capas en función de la variación de la temperatura con la altura. La temperatura varía desde la superficie de la Tierra hasta unos 500 km de altura. En la capa más cercana a la superficie, denominada tropósfera, que se extiende en promedio hasta 12 km de altura (con un máximo de aproximadamente 19 km en latitudes ecuatoriales y un mínimo de 9 km sobre los polos), la temperatura disminuye a una tasa promedio de 6,5 °C por kilómetro.

Por encima de la tropósfera se encuentra la estratósfera, que se extiende hasta los 45 km de altura. En ella la temperatura aumenta con la altura hasta un valor cercano a 0 °C en su límite superior, denominado estratopausa.

Por encima de la estratósfera la temperatura disminuye con la altura, definiendo la capa denominada mesósfera, que culmina a unos 80 km de altitud, en la mesopausa, donde la temperatura es del orden de los -90 °C.

Camilloni, Inés y Vera, Carolina (2007) La atmósfera. Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología. Serie Explora: las ciencias en el mundo contemporáneo. P. 4. Recuperado en enero de 2022.

En la termósfera, capa que le sigue a la mesósfera, los gases se encuentran ionizados por la acción de la radiación producida por el sol. La exósfera, que es la última capa de la atmósfera, es muy poco densa y allí comienzan a percibirse las características del espacio exterior. No presenta un límite definido que permita establecer donde termina.

En la próxima imagen observarás las diferentes capas que componen a la atmósfera:

Imagen Archivo DGCyE.

Respecto a la composición química de la atmósfera terrestre, podemos decir que el nitrógeno (N₂) ocupa el 78,084% del volumen del aire mientras que el oxígeno (O₂) ocupa el 20,946%. También están presentes otros componentes en proporciones menores. El resto del total, casi un 1%, está constituido por una serie de gases entre los cuales el más importante es el argón (Ar), mientras que, en proporciones mucho más pequeñas, encontramos algunos otros gases como el neón (Ne), el criptón, el dióxido de carbono (CO₂) y el xenón. También hay pequeñas proporciones de hidrógeno y óxido nitroso. Otros gases se encuentran en cantidades variables, así por ejemplo, el vapor de agua oscila entre el 0 al 4% dependiendo de las zonas geográficas.

Ambientum (s/f) Composición de la atmósfera. Ambientum. Recuperado en enero de 2022.

✍ Actividad 1

En tu carpeta, realizá un gráfico de torta que represente la composición de la atmósfera terrestre. Teniendo en cuenta que son dos los gases mayoritarios, unificá el resto del total en una sola porción. Colocá las referencias necesarias para identificar cada porción.

Luego de realizar la actividad anterior podrás concluir que el N₂ se encuentra en mayor proporción que el O₂. Este es un dato que muchas veces sorprende ya que la mayoría de los animales y también los seres humanos utilizamos el O₂ para poder llevar adelante el intercambio gaseoso (respiración).

A continuación, leerás un dato curioso acerca de qué es lo que hacen algunos organismos, como las plantas, para aprovechar esta gran disposición de Nitrógeno presente en la atmósfera.

¿Sabías que?

Las reservas naturales más importantes de N₂se encuentran en la atmósfera, los suelos y los océanos. Existen procesos, mediados por microorganismos como las bacterias, que se encargan de fijar el N₂ en determinadas plantas. Este grupo de plantas son llamadas leguminosas. Dentro de sus frutos, que generalmente tienen forma de vaina (chaucha), se encuentran varias semillas, como es el caso de las arvejas, que tienen alto nivel de proteínas. Para que las semillas sean ricas en proteínas, en sus raíces tienen asociadas bacterias del género Rhizobium las cuales asimilan el nitrógeno atmosférico.

Texto producido por el equipo de la DGCyE.
Imagen tomada de Freepik.

¹ Orozco Barrenetxea, C.; Pérez Serrano, A; González Delgado, M. N.; Rodríguez Vidal F. J.; Alfayate Blanco, J. (2003) Contaminación Ambiental, una Visión Desde la Química. Barcelona, Edición Thomson.

Imagen de portada: Pixabay