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Teoría de las tres atmósferas

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La teoría de las tres atmósferas, supone que al comienzo de la formación de la Tierra no había una auténtica atmósfera, ya que los gases presentes se escaparían de la gravedad terrestre rápidamente. La primera atmósfera aparecería cuando la Tierra tuviera un tamaño suficiente producto de la emisión de gases a través de los volcanes. Se supone que la mayoría de esos gases serían metano, amoniaco y carbono (debido a su abundancia en otros cuerpos del sistema solar) que se mantendrían en equilibrio a temperatura de emisión (1.200 ºC), pero no a temperatura de equilibrio de la atmósfera 25 ºC. Además, la formación de metano y amoniaco requiere tiempo.

La consolidación de la Tierra tendría tres estadios, al que corresponden tres atmósferas diferentes: la fase del vulcanismo primario, la fase de vulcanismo hawaiano, y la fase de estadio biológico.

La fase de vulcanismo primario dura muy poco, entre los 4.500 y los 4.000 millones de años. Se caracteriza porque el núcleo de la Tierra aún no estaba formado y los materiales sufrían rápidos reordenamientos. La Tierra sería bombardeada por meteoritos continuamente. Se supone que la temperatura de la Tierra era de 1.200 ºC que es la temperatura de los magmas actuales. Habría gran cantidad de gases en la atmósfera, pero muy poco oxígeno. A estas temperaturas los gases mayoritarios serían: hidrógeno, vapor de agua, nitrógeno, monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. En menor cantidad se encontraría el dióxido de carbono y el azufre y sólo habría trazas de metano y dióxido de azufre. Se supone que con esta composición de la atmósfera la presión sería entre la mitad y el doble que la actual. Si la temperatura de la atmósfera fuera de 25 ºC la presión sería muy alta y permitiría la lluvia. Las partículas emitidas por los volcanes dificultaría la acción de la radiación solar, sobre todo la radiación infrarroja, ya que la ultravioleta atravesaría la atmósfera sin problemas. El calor y el agua facilitarían las reacciones químicas y la biogénesis. Esta teoría supone lluvias frecuentes, pero no explica cómo es posible la lluvia en una Tierra tan caliente.

La fase de vulcanismo hawaiano se caracteriza por la organización del núcleo terrestre, que aumentó su temperatura gracias a la presión y la radiación de sus componentes. En él se acumuló la mayor parte del hierro y la níquel del planeta. Este «encendido» del núcleo tubo lugar hace unos 4.000 millones de años. La teoría supone que las cantidades de oxígeno en la atmósfera era unas 100.000 veces mayor que en la primera atmósfera, pero sus porcentajes eran aún muy pequeños. Este aumento del oxígeno en la atmósfera se debería a que al acumularse el hierro en el núcleo, y no presentarse en forma de óxido ferroso, el oxígeno que antes formaba en óxido se liberó. Se supone que la temperatura de la superficie terrestre era muy elevada, aunque menor que en la etapa anterior. Abría océanos de agua, cada vez más salada. El agua sería cien veces más abundante que el hidrógeno. El CO2 cuarenta veces más abundante que el CO. Los gases mayoritarios en la atmósfera serían el vapor de agua, el dióxido de carbono, el nitrógeno y el dióxido de azufre. Gases minoritarios serían el azufre y el monóxido de carbono y habría trazas de metano, sulfuro de hidrógeno e hidrógeno. Las lluvias serían abundantes. Esta atmósfera dominaría desde hace unos 4.000 millones de años hasta hace unos 2.000 ó 1.500 millones de años. En ese lapso de tiempo la actividad volcánica iría disminuyendo, así como la caída de meteoritos, y por lo tanto la temperatura también disminuiría por radiación.

La última fase es la de estadio biológico. A esta fase corresponde la formación de la atmósfera actual. Se caracteriza por la aparición de organismos fotosintetizadores que liberan oxígeno a la atmósfera. Sin la aportación de la vida el oxígeno se produce por la descomposición de la molécula de agua debido a la acción de la radiación ultravioleta en la alta atmósfera, pero el hidrógeno se escapa rápidamente y el oxígeno reacciona pronto con otros compuestos, por lo que hay muy poco oxígeno libre. La fase del oxígeno libre en la atmósfera comenzó hace unos 2.000-1.800 millones de años y es nuestra atmósfera actual en la que los gases mayoritarios son nitrógeno, oxígeno, argón, CO2 y vapor de agua. A medida que el oxígeno se iba haciendo más abundante en la atmósfera la radiación ultravioleta iba formando en altura ozono O3, y se convirtió en una capa capaz de absorber esa radiación, disminuyendo su impacto sobre la superficie de la Tierra. Aparecieron, entonces, los organismos multicelulares en superficie y en los continentes. De esto hace unos 600 millones de años.

Referencias

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Otras fuentes de información

Notas