domingo, 1 de marzo de 2015

La atmósfera primordial y su evolución



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La atmósfera primordial o pneumatosfera era muy distinta de la actual. Aquélla estaba constituida sobre todo por hidrógeno y helio, además de porcentajes menores de metano, amoníaco, vapor de agua y gases nobles (neón, argón, xenón, etc.), es decir, de los residuos de la "nebulosa gaseosa" a partir de la cual se originaron el Sol y los demás planetas del sistema solar. No había presencia de oxígeno en forma de gas, como lo demuestran las rocas más antiguas, pues sus minerales son típicos de un ambiente reductos, es decir, sin oxígeno, que es el principal responsable de los procesos de oxidación no evidenciados por los minerales de las rocas más antiguas.

Atmosfera primordial y geologia

Más tarde, los fenómenos de impacto meteorítico y el descenso del hierro fundido hacia el centro del planeta liberaron una gran cantidad de energía en forma de calor, que provocó el escape hacia la atmósfera de los gases atrapados en el interior de la Tierra (en las mismas rocas). De hecho, los elementos más volátiles primero se fundieron y después se vaporizaron (como ocurre con el hielo cuando se calienta, que primero se funde y después, si se mantiene el calentamiento, se convierte en vapor de agua). Esto provocó la presencia de cantidades importantes de óxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, hidrógeno y nitrógeno en la atmósfera primitiva.

De forma paulatina, los gases que constituían la atmósfera primitiva comenzaron a reaccionar químicamente con los elementos presentes en la corteza terrestre (sobre todo hierro metálico) hasta agotarse o casi (sulfuro de hidrógeno, óxido de carbono, etc.). Algunos gases, en particular los más ligeros, huyeron de la atracción gravitatoria del planeta (helio e hidrógeno) y se volvieron menos abundantes, aunque, especialmente el hidrógeno, se generaba continuamente con las reacciones de descomposición del amoníaco y del metano. La atmósfera actual, compuesta sobre todo por nitrógeno, oxígeno, argón y dióxido de carbono, comenzó a generarse alrededor del primer millardo de años de vida del planeta, como consecuencia de la lenta solidificación del manto terrestre que provocó una posterior liberación de gas, principalmente gracias a la actividad volcánica. Por lo que se refiere al oxígeno, se puede decir que no se tienen pistas de una presencia importante del mismo en la atmósfera hasta hace unos dos millardo de años, cuando, como demuestran los estratos rocosos rojos de esa edad dispersos por muchos partes del planeta, pudieron formarse los minerales de hierro y oxígeno (se puede pensar en la herrumbre que, de hecho, es hierro oxidado, es decir, combinado con oxígeno) que dan a las rocas el característico color rojizo. Es probable que los primeros organismos aprovecharan los procesos de fermentación que no utilizaban oxígeno para producir la energía necesaria para el propio metabolismo. Desarrollados en ambientes acuáticos hace unos tres millardos y medio de años, provocaron un sensible aumento del dióxido de carbono en la mezcla atmosférica.

Sucesivamente se desarrollaron las primeras algas verdes capaces de utilizar el proceso de fotosíntesis mediante el cual, a través del uso de la energía radiante del Sol y absorbiendo el dióxido de carbono de la atmósfera, es posible obtener compuestos químicos complejos, con la consecuente producción de energía y de oxígeno como producto de desecho. Este proceso, aún utilizado por los vegetales, permitió una rápida difusión del oxígeno en la atmósfera, hasta el extremo de que se llegó a una concentración del 1% hace unos 1.500 millones de años. A partir de ese momento, el oxígeno comenzó a desarrollar también una acción de protección contra los rayos ultravioletas letales para los organismos vivos. Los rayos ultravioletas transformaron una cierta cantidad de oxígeno en ozono, que se acumuló en una capa protectora a elevada altura (la conocida capa de ozono hoy en peligro por la acción del hombre) permitiendo de esta manera la colonización de la vida incluso en las tierras emergidas. La proliferación de los vegetales en los continentes provocó la sustitución de la atmósfera primitiva por la actual, rica en oxígeno. Hace ya unos 500 millones de años, al inicio del pelozoico, la concentración de oxígeno en la atmósfera era casi la actual.

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- La atmósfera: artículos en nuestro blog de Biología y Geología


+ Composición química de la atmósfera actual

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+ Las regiones de la atmósfera y sus límites (II): la mesosfera, la ionosfera y la exosfera

+ Los cinturones de Van Allen y las auroras polares

+ La magnetosfera y el viento solar