Atmosfera - Strati e Origine

L’atmosfera è un involucro di gas che avvolge un pianeta.
Ci sono alcuni pianeti che non hanno alcuna atmosfera, come Mercurio, ed altri pianeti detti terrestri (simili alla Terra). Questi sono dei pianeti piccoli e la loro massa non è sufficiente per generare la forza d’attrazione tra pianeta e gas tale da trattenere quest’ultimi, per cui l'atmosfera manca o è rarefatta. I pianeti gioviani (simili a Giove) invece hanno una distanza maggiore dal sole e una massa grande e ciò comporta una maggiore forza d’attrazione che li porta ad avere una spessa coltre di gas e quindi un'atmosfera molto densa.

L’atmosfera terrestre circonda la Terra per 1000 km, circa 1/6 del raggio terrestre (6378 km). Questa atmosfera è molto sottile, ha una bassa forza d’attrazione, e più ci si allontana dalla superficie terrestre più i gas di cui è composta diventano rarefatti, per cui negli strati più esterni dell’atmosfera c’è una minore densità (densità = massa / volume) e una quantità minore d’ossigeno. L’atmosfera terrestre ha una composizione chimica favorevole alla presenza di esseri viventi solo nella troposfera.
Nell’atmosfera si possono distinguere diversi strati sovrapposti chiamati sfere. Ogni sfera ha delle caratteristiche particolari ed è separata dalla sfera successiva da una zona di transizione chiamata pausa. Gli strati dell’atmosfera sono cinque:
- la troposfera
- la stratosfera
- la mesosfera
- la ionosfera
- la esosfera
La troposfera è la parte più bassa dell’atmosfera in cui si trova il 75 % della densità totale. La troposfera comprende i primi 10 km ed è soggetta a diversi cambiamenti atmosferici e meteorologici (temperatura, umidità, venti, precipitazioni, nubi, ecc), che avvengono qui perché c’è la presenza di vapore acqueo proveniente dall’evaporazione dell’acqua presente sulla superficie terrestre che viene riscaldata dal calore del Sole. La temperatura, in questa sfera, diminuisce di 6°C ogni 100 m. La troposfera è composta per il 78% da Azoto (N), da Ossigeno (O2) per il 21 % e per lo 0,037 % (che ha subito un aumento dello 0,002% dal secolo scorso) da Biossido di Carbonio (CO2). Un possibile componente della troposfera è inoltre il vapore acqueo che cambia da zona a zona ed ogni giorno. La linea di separazione tra la troposfera e la sfera che la segue si chiama tropopausa.
Nella stratosfera l’aria è sempre più rarefatta ed il vapore acqueo ed il pulviscolo diminuiscono, perciò questa fascia non è caratterizzata da cambiamenti metereologici. La temperatura della stratosfera aumenta verso l’alto a causa di uno strato di ozono (O3) che, assorbendo la maggior parte dei raggi provenienti dal Sole, si riscalda. La linea di separazione tra la stratosfera e la sfera che la segue si chiama stratopausa.
Nella mesosfera, chiamata così perché è la sfera di mezzo, i gas diventano ancora più rarefatti e c’è un aumento della percentuale dei gas leggeri (elio He, idrogeno H). La linea di separazione tra la mesosfera e la sfera che la segue si chiama mesopausa.
Nella ionosfera l’aria è molto diversa da quella degli strati più bassi. La caratteristica di questa sfera è l’elevata presenza di ioni che la vanno a formare quasi interamente. La linea di separazione tra la ionosfera e la sfera che la segue si chiama ionopausa.
L’ultima sfera è chiamata esosfera ed è la parte più esterna dell’atmosfera in cui le particelle gassose non sono più attratte dalla gravità terrestre e non partecipano più alla rotazione del pianeta. Il limite esterno dell’esosfera è chiamato frangia dell’atmosfera.

L’atmosfera non ha sempre avuto le caratteristiche attuali infatti l’atmosfera primordiale (4,6 miliardi di anni fa) si presume fosse stata ricca di idrogeno, metano, ammoniaca ed elio, mentre si presume fosse stata priva di azoto ed ossigeno (elementi da cui adesso è composta). Secondo alcune ipotesi, la Terra perse questa sua atmosfera iniziale prima di essersi raffreddata del tutto e l’atmosfera attuale è nata quando il pianeta aveva già una crosta solida ed una temperatura più bassa. Azoto, ossigeno e vapore acqueo sarebbero poi scaturiti attraverso fratture provocate da vulcani e da meteoriti. Azoto, ossigeno e vapore acqueo sarebbero poi scaturiti attraverso fratture provocate da vulcani e da meteoriti.