¿Cómo se formó la atmósfera terrestre?

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El oxígeno que respiramos tardó miles de millones de años para alcanzar sus niveles actuales. Surgió de un proceso que duró por lo menos 4,000 millones de años, y se formó de la misma materia del suelo que hoy pisamos. Así es: todos los gases que componen al aire estuvieron debajo de la tierra, sepultados bajo las rocas.

Progresivamente, los volcanes lanzaron al aire tales elementos. Además de la lava y compuestos tóxicos, las exhalaciones volcánicas arrojaron nitrógeno, vapor de agua y dióxido de carbono. En exceso, este último gas puede matar, pero en aquella época sirvió como excelente alimento para los primeros organismos vivos de la Tierra: bacterias que hacían fotosíntesis usando dióxido de carbono, luz y agua para producir su energía. Para nuestra fortuna, el principal residuo de esa actividad es el gas más importante para la vida humana: el oxígeno.

Eso significa que sin las heces de esas bacterias jamás habría existido la vida en el planeta tal y como la conocemos.

En esa atmósfera incipiente la corteza terrestre estaba llena de elementos capaces de asimilar oxígeno, como compuestos de azufre y de hierro. Para que esos minerales quedaran saturados, el gas tuvo que ser producido durante 2 mil millones de años antes de concentrar-se en el aire. Hoy ocupa 21% de la atmósfera. El nitrógeno constituye 78% del aire. Por fi n, el viejo dióxido de carbono acabó tragado por los procesos de fotosíntesis y por el propio suelo.

En la actualidad, sólo compone 1% de la atmósfera, junto con unas decenas de gases. Si este proceso no se hubiera llevado a cabo, la Tierra sería una estufa inhabitable como lo es Venus, donde el gas, junto con los rayos solares, generan un calor de 400° C. La verdad es que ambos planetas tienen la misma cantidad de dióxido de carbono. La diferencia es que en Venus el gas se queda todo en la atmósfera, y aquí está disuelto en el subsuelo y en el cuerpo de los seres vivos.

infografia

Explicación infografía: 

1A Probablemente, los primeros gases de la atmósfera surgieron durante la formación de la Tierra, hace 4.5 mil millones de años. La pequeña gravedad del planeta habría atraído del espacio elementos pesados como metano, amoniaco y vapor de agua. Otros más leves, como el oxígeno y el hidrógeno, sólo surgirían mucho después:  Metano (CH4), Amoniaco (NH3), Vapor de agua (H2O)

2A Hace 3.8 mil millones de años, la acción del Sol transformó la atmósfera al desintegrar el metano, el amoniaco y las moléculas de vapor de agua, para formar una fina capa de oxígeno en lo alto de la atmósfera que ayudó a proteger al planeta contra los rayos ultravioleta. Los gases más presentes fueron los que se desprendieron de la corteza: Vapor de agua (H2O),Dióxido de carbono (CO2), Metano desintegrado, Nitrógeno, Amoniaco desintegrado.

3A Con la protección de la capa de oxígeno contra la desintegración solar, buena parte del vapor de agua se condensó en forma de agua líquida. Después, el dióxido de carbono comenzó a ser absorbido por el suelo y las bacterias que hacen fotosíntesis. En ese periodo, entre 3.8 y 1.7 mil millones de años atrás, el nitrógeno pasó a dominar la atmósfera: Agua líquida, Dióxido de carbono (CO2), Vapor de agua (H2O), Gas oxígeno (O2), Hidrógeno, Oxígeno, Vapor de agua desintegrado

4A Hace 1.7 mil millones de años, el oxígeno se liberó de los minerales que lo absorbían. Cuando el nivel de ese gas (O2) llegó a 10% de lo actual, se formó una razonable capa de ozono (O3) —a partir del oxígeno extra liberado por reacciones químicas en las capas más altas de la atmósfera en formación—. Hace 400 millones de años la atmósfera ya estaba lista: la cantidad de oxígeno y nitrógeno en el aire era muy parecida a la actual, alrededor de 99%: Oxígeno desintegrado, Gas ozono (O3), Gas nitrógeno (N2), Gas oxígeno (O2)

4B Como la mayor parte del hierro estaba saturado, el oxígeno producido por la fotosíntesis de las bacterias quedó listo para concentrarse en el aire. La capa de ozono, al proteger la superficie de los rayos ultravioleta, permitió el surgimiento de las plantas terrestres, hace 400 millones de años. Eso aceleró la fotosíntesis y elevó el nivel de oxígeno en el aire.

3B En la superficie, el agua líquida permitió el surgimiento de la vida. Debido a la fotosíntesis, las bacterias comenzaron a liberar oxígeno, que fue absorbido por ciertos minerales, principalmente el hierro. Cuando una capa de la corteza quedaba saturada de oxígeno, otra iba a la superficie. Y el ciclo se repite por millones de años, retirando casi todo el oxígeno del aire.

2B Impactos de cometas y asteroides incendiaron el planeta, transformándolo en un mar de lava. Ello provocó que los elementos volátiles presos en las rocas fueran expulsados en forma de gases. Los más importantes fueron el dióxido de carbono y el nitrógeno, así como mucho vapor de agua, que había permanecido adherido a elementos sólidos apresados en tales rocas.

1B En esa época, la parte sólida de la Tierra estaba en plena formación. Nuestro planeta era un disco de gas y polvo girando alrededor del Sol. Conforme esos discos del sistema solar se enfriaron, se formaron bloques de roca cada vez más grandes, que después fueron planetas. La mayor parte de las moléculas que más tarde formarían la atmósfera estaba presente en esas rocas: Gas nitrógeno (N2), Hidrógeno.

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