COMPONENTE TEMÁTICO: ATMÓSFERA, COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA
ENCUENTRO: UNO
1
“La paloma protesta contra el aire,
sin darse cuenta de que
es lo único que le permite volar”
Johann W. Goethe
1 http://www.revista.unam.mx/vol.8/num10/art75/int75.htm
www.formartemas.edu.com - www.bioagradable.net - pemab2010@gmail.com
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CONTENIDO
PRESENTACIÓN ................................................................................................................................ 4
CONCEPTOS CLAVE ......................................................................................................................... 5
LECTURA DE REFLEXIÓN ................................................................................................................. 6
ACTIVIDAD DE INICIO: “El aire en todo”............................................................................................. 7
1. REFERENTES TEÓRICOS ........................................................................................................ 9
1.1 TALLER: Concursando por la atmósfera ................................................................................... 9
1.2 GENERALIDADES .................................................................................................................. 16
1.2.1 Definición ......................................................................................................................... 16
1.2.2 Origen .............................................................................................................................. 17
1.3 CONSTITUCIÓN ..................................................................................................................... 18
1.3.1 Composición .................................................................................................................... 18
1.3.2 Estructura ........................................................................................................................ 20
a) Troposfera ................................................................................................................................ 20
b) Estratosfera ............................................................................................................................... 20
c) Mesosfera ................................................................................................................................. 21
d) Termosfera o Ionosfera ............................................................................................................. 21
e) Magnetosfera ......................................................................................................................... 22
1.4 CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES ................................................................................. 23
1.4.1 TALLER: Los Einstein del saber....................................................................................... 25
1.5 IMPORTANCIA .................................................................................................................. 30
1.5.1 Fotosíntesis ...................................................................................................................... 31
1.5.2 Respiración ...................................................................................................................... 32
1.5.3 Fenómenos atmosféricos ................................................................................................. 32
1.5.4 Sistema climático ............................................................................................................. 35
1.5.5 TALLER: Actuemos .......................................................................................................... 37
1.5.6 TALLER: Dominó de relación ........................................................................................... 38
2. REFERENTE LEGAL ..................................................................................................................... 40
GLOSARIO ....................................................................................................................................... 41
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................. 42
Bibliografía General ....................................................................................................................... 42
Webgrafía ..................................................................................................................................... 43
Bibliografía recomendada .............................................................................................................. 45
ANEXO ............................................................................................................................................. 46
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Figura 1. Estructura Unidad: atmósfera, composición y estructura
Fuente: PEMAB 2010
3
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PRESENTACIÓN
La atmósfera, más allá de lo etéreo, es un sistema con elementos y variantes que han brindado a la
tierra desde sus principios los requerimientos necesarios para que sea posible la VIDA. La
composición de dicha por gases oxidantes que se necesitan para los procesos de fotosíntesis y
respiración, así como por otros gases que asociados permiten la formación del agua, aire y materia
orgánica; fortalecen la importancia de esta compleja masa protectora. Así mismo no puede
restársele peso a su complejidad estructural, que permite también la filtración de los rayos solares,
retención de calor, dinámica del sistema climático, entre otros. Hace falta consciencia de esos
múltiples privilegios no sólo en procesos biológicos, sino como un componente que interviene y
permite la perpetuación de actividades diarias para que se reduzca la intervención deliberada del
hombre que ha logrado alterar el equilibrio atmosférico.
El presente encuentro, pretende colocar de manifiesto la importancia de la atmósfera, reconociendo
los presaberes, fortaleciendo conceptos relacionados con la composición, estructura, características
y propiedades de la atmósfera, que al integrarse a los componentes de la tierra permiten la evolución
de la vida.
OBJETIVOS
GENERAL
Fortalecer conocimientos referentes a la composición, estructura, características y propiedades de la
atmósfera, haciendo énfasis en su importancia para la vida.
ESPECÍFICOS
• Indagar conocimientos acerca la composición y estructura de la atmósfera.
• Conceptualizar elementos concernientes a característica y propiedades de la atmósfera.
• Distinguir la importancia de la atmósfera en la vida.
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CONCEPTOS CLAVE
Característica: cualidad que da carácter o sirve para distinguir2.
Composición: todo lo que se encuentra presente en una determinada muestra, se incluye
cantidades en las que se encuentran dispuestas3.
Estructura: distribución de las partes que constituyen un todo4.
Gas: estado de la materia que posee moléculas libres, las cuales pueden moverse sin fuerza cuando
la presión y temperatura son constantes; por eso un gas no tiene volumen ni forma definida5.
Oxidante: en un proceso de oxidación, es el elemento u agente que gana electrones en la reacción6.
2 REAL ACADEMIA ESPAÑOLA. 2 [En línea]. [Consultado Febrero. 2011]. Disponible en:
3 [En línea]. [Consultado Octubre. 2010]. Disponible en
4 REAL ACADEMIA ESPAÑOLA. 4 [En línea]. [Consultado Febrero. 2011]. Disponible en:
5 FRAUME, N. Manual Abecedario ecológico. San Pablo. 2006.
6 [En línea]. [Consultado Octubre. 2010]. Disponible en:
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LECTURA DE REFLEXIÓN
“Estamos siempre inmersos en el aire, el cual se encuentra dentro de la atmósfera. Es un baño sutil,
muchas veces desapercibido, pero del que dependemos como la mayoría de las demás criaturas
para seguir estando vivas. De niños nos damos cuenta poco a poco que vivimos envueltos en aire; lo
sentimos en la cara mientras apreciamos nuestra propia respiración, hacemos volar aviones de
papel, soplamos las velas de los pasteles de cumpleaños, y hay días que podemos observar el
fuerte efecto del viento que nos arrastra calle abajo o que golpea las ventanas.
Gradualmente, vamos adquiriendo conciencia de que somos completamente dependientes del aire y
que no podemos estar mucho tiempo sin inspirar continuamente.
La frágil capa de aire nos protege, evitando las extremas temperaturas del espacio exterior y
filtrando radiaciones solares dañinas. Absorbe, altera y recircula los muchos elementos esenciales
para la vida, como el carbono y el oxígeno. Toma agua de lagos y mares, las destila y distribuye de
nuevo sobre la superficie terrestre. Por si fuese poco, es también a través del aire que recibimos la
luz, el sonido y los olores que permiten comunicarnos con el entorno y los demás seres vivos.
Pensamos en el aire como una sustancia, cuyas características y composición nos vienen dadas
naturalmente como algo aparte. En realidad constituye un componente más del sistema de la vida.
Cada día, grandes cantidades de aire son absorbidas por la materia viva y procesadas de varias
formas, para después liberarlas de nuevo.
La atmósfera controla el clima y en último término, determina el ambiente en que vivimos; además
como está relativamente bien mezclada, sus cambios de composición proporcionan un primer índice
de las transformaciones que se producen en los procesos biogeoquímicos a nivel global. En
conclusión, a lo largo del tiempo geológico, la vida ha coevolucionado con la atmósfera”7.
Al terminar la lectura, se realizara un sondeo a partir de las respuestas a las preguntas del
inicio y al mensaje que deja:
¿Encuentra alguna relación entre sus respuestas iníciales y el contenido de la lectura?, ¿Cuál?, sino
es así, ¿Qué mensaje le dejo la lectura?
Nota: En el Anexo A, se encuentran unas fichas las cuales contienen la lectura en desorden, esto
con el fin de tener una manera opcional de implementación, la meta es organizar el auditorio en
varios grupos, y la meta es que cada subrgrupo le dé un orden a la lectura, el que más se acerque a
la realidad gana.
7 PEÑUELAS, J. El aire de la vida. Editorial Ariel, S.A. Barcelona.1993. p. 9-11.
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ACTIVIDAD DE INICIO
El aire en todo
Objetivo: sensibilizar a la comunidad, respecto a la importancia que tiene el aire en las acciones del
hombre.
Materiales:
Actividad Lúdica.
Opción 1: a) Video Yoga para Niños Omm.
Opción 2: Actividad corporal (yoga, taichí, calentamiento, estiramiento, pasos cortos de aeróbicos,
entre otros).
Video Greenpeace en Español: [En línea]. [Consultado 4
Septiembre. 2010]. Disponible en:
Este video dura 1:01 minutos. El narrador dice una serie de palabras de manera rápida y seguida,
evidenciando la necesidad de tomar el aire para poderse expresar.
Duración: 15 minutos.
Metodología:
Fase rompehielos
1) A la entrada al auditorio, se le entregará una ficha de colores a cada asistente.
2) Una vez el auditorio este completo, el orientador(a) formulara la siguiente pregunta: ¿Qué
actividades hace en su tiempo libre?, y se les dará la indicación de que deben buscar a la
persona que tenga la ficha de su mismo color, formalizado los subgrupos, estos socializaran,
presentándose y respondiendo la pregunta que se realizó. Una vez terminen el dialogo, cada
integrante debe presentar en público a su pareja, señalando las actividades de tiempo libre que
este realiza.
Fase sensibilización
1) Finalizando la presentación en grupo, se les presentará el video de la opción 1 ó se les hará la
actividad corporal, la cual debe ser repetida y acompañada por las mismas parejas (por lo
menos dos veces).
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2) Después de la actividad física, se formularán las siguientes preguntas:
¿Qué relación tiene la actividad realizada con el ambiente?, ¿Cree usted que el aire es
importante para poder realizar la actividad física y las actividades socializadas al comienzo?
¿Por qué?
Es importante dirigir la reflexión al hecho de que muchas actividades, como el canto o las
prácticas deportivas, se basan en la respiración y que sin el aire ese proceso biológico no
existiría, ni subsistiríamos. Así mismo, el hombre requiere en su entorno social de la atmósfera,
como medio de intercambio, y de su aplicación desde diversos campos, para un desarrollo
profesional.
3) Si es posible, se les colocará el segundo video, el cual fortalecerá la reflexión ya iniciada, para
profundizar sobre los procesos biológicos como respiración y fotosíntesis; así como las
actividades que requieren de este de recurso para llevarse a cabo.
Pueden hacerse también estas preguntas: ¿Cuál cree usted es el tema central del video?, ¿Para
usted por qué es importante?
4) Finalmente, se sugiere utilizar datos importantes señalados a través del desarrollo de este
documento.
Conclusiones: a medida que se logre con el objetivo de la actividad propuesta se obtendrán
resultados significativos que serán tomados en cuenta en una correspondiente relatoría.
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1. REFERENTES TEÓRICOS
1.1 TALLER: Concursando por la atmósfera
Objetivo: fomentar conocimientos referentes a las generalidades de la atmósfera.
Materiales:
Video beam.
10 preguntas base.
3 preguntas extras. El orientador(a) debe aumentar el número de preguntas y contar con una
miscelánea, para acondicionar el juego a las diferentes variables que puedan presentarse.
Diapositivas en PowerPoint organizadas así:
a) Pregunta, con el vínculo de respuesta y con los vínculos de comodines.
Comodín del 50/50: consiste en dejar sólo dos (2) de las cuatro (4) opciones posibles de
respuesta.
Comodín cambio de pregunta: se les da opción de canjear para responder otra pregunta, la
cual en algunos casos pueden ser sencillas o mucho más complejas que la “pregunta base”.
Comodín votación del público: el participante puede elegir a alguien del público para que le ayude.
Esta opción será nombrada sólo al comienzo.
Comodín “BONUS TRACK”: en pocos casos se presentarán preguntas que tienen dos respuestas
validas.
b) Respuesta y argumentación sintética.
c) Diapositiva unida al vinculo del 50/50 (2 opciones de pregunta) y otra con respuesta.
d) Diapositiva unida al vínculo de la pregunta opcional (extra), seguida de una diapositiva con
respuesta.
e) Al final de cada temática, diapositivas con su respetiva explicación teórica.
Duración: 2 horas.
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Tabla 2. Características de los principales biomas del mundo. Ecosistemas acuáticos
ECOSISTEMAS ACUÁTICOS
BIOMA
REGIONES
PRINCIPALES/
UBICACIÓN
CLIMA Y SUELOS/
PARÁMETROS
AMBIENTALES
VEGETACIÓN
PRINCIPAL ANIMALES
Humedales:
ciénagas
de agua
dulce,
marismas y
pantanos
Tierras pantanosas en
las regiones de poco
drenaje, que reciben
lluvias de moderadas a
abundantes.
Sistemas poco
profundos. El
sedimento es negro
y rico. Abundan los
nutrientes, excepto
en los pantanos
ácidos.
Las marismas, muy
pobladas de tulares,
juncos y carrizos. En las
ciénagas, árboles
resistentes al agua,
como sauces llorones,
arces rojos y cedros.
Los pantanos, ocupados
por esfagnáceas y
matorrales bajos.
Anfibios y reptiles,
peces pequeños,
numerosos
invertebrados; aves
zancudas, patos,
gansos y mapaches.
Lagartos en
regiones más
cálidas.
Lagos y
ríos
Lagos y estanques:
depresiones físicas que
permiten la acumulación
de agua de lluvia y del
subsuelo, ríos y
arroyos: flujos de agua
que se desplazan por
gravedad a los océanos
o a ríos mayores.
Menores
concentraciones de
sólidos disueltos que
en el océano
Algas microscópicas
suspendidas
(fitoplancton) o en rocas
y sedimentos; plantas
elevadas enraizadas en
el fondo.
Crustáceos
microscópicos y
rotíferos
suspendidos
(zooplancton).
Invertebrados,
reptiles y anfibios, y
muchas clases de
peces.
Estuarios
Regiones costeras
donde los ríos se unen
a los mares (pueden
formar bahías).
Salinidad variable
debida a la mezcla
de aguas dulces y
salinas. Son ricos en
nutrientes y
sedimentos
suspendidos.
Fitoplancton en
columnas de agua.
Pastos marinos y algas
marinas. En los trópicos
se forman manglares.
Zooplancton en
columnas de agua,
rica fauna de
crustáceos y
gusanos,
abundantes peces y
aves acuáticas.
Océanos
Cubre el 70% de la
superficie de la Tierra, a
partir del borde de las
placas continentales.
Grandes
profundidades (hasta
11.000 m.), frías y
oscuras (excepto en
los primeros 200 m).
Pocos nutrientes.
Exclusivamente
fitoplancton (diatomeas,
dinoflagelados). Varía
según la disponibilidad
de alimento.
Diversa fauna de
zooplancton, junto
con peces
adaptados a
diferentes
profundidades. Aves
marinas. Peces de
las profundidades
con
bioluminiscencia.
Fuente: NEBEL, B. y WRIGHT, R. Op. Cit., p. 42 – 43. Adaptado por Proyecto PEMAB.
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Penalización: quienes no cumplan las instrucciones, serán penalizados con el fin de mantener
organizado al auditorio.
Miscelánea de preguntas:
1) “La palabra "atmósfera", viene de las palabras:
a) latina “atmós” que significa fluido, y de la palabra griega "sphaera" que significa esfera.
b) griega “atmós" que significa vapor, y de la palabra latina "sphaera" que significa esfera.
c) latina "sphera" que significa esfera, y de la palabra griega “atmós” que significa fluido.
d) griega “sphera" que significa esfera, y de la palabra latina “atmo" que significa vapor.
2) Mezcla de gases restringida a pocas capas de la atmósfera. Compuesta por 78% de nitrógeno,
21% de oxígeno, menos del 1% de argón y dióxido de carbono:
a) Aire.
b) Magnetosfera.
c) Nubes.
d) Biosfera.
3) Gas que compone a la atmósfera el cual es de gran importancia porque diluye el oxígeno para
que sea respirable, enriquece los suelos y es excelente fertilizante:
a) Argón.
b) Azufre.
c) Nitrógeno.
d) Ozono.
4) El vapor de agua, la ceniza volcánica y las partículas meteorológicas, entre otros componentes
de la atmósfera, son clasificados como :
a) Constantes.
b) Causales.
c) Troposféricas.
d) Magnetosféricas.
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5) Capa de la atmósfera que contiene la mayor cantidad de vapor de agua. Allí es posible la vida:
a) Estratosfera.
b) Troposfera.
c) Magnetosfera.
d) Ionosfera.
6) Capa de la atmósfera que absorbe la radiación ultravioleta gracias al ozono, contiene además
una cuarta parte del aire de toda la atmósfera:
a) Estratosfera.
b) Troposfera.
c) Mesosfera.
d) Ionosfera.
7) Las leyes físicas que describen la relación que hay entre características de la atmósfera son:
BONUS TRACK
a) a mayor altura, menor presión, menor temperatura y menor densidad.
b) a menor altura, mayor presión, menor temperatura y menor densidad.
c) a mayor profundidad, la temperatura, presión y densidad serán mayores.
d) a menor profundidad, la temperatura, presión y densidad serán mayores.
8) Es la propiedad de la atmósfera que se refiere al constante desplazamiento de los elementos
atmosféricos, permitiendo cambios en sus características y movimientos en la tierra:
a) Compresibilidad-expansibilidad.
b) Diatermancia.
c) Movilidad.
d) Conducción.
9) La tierra recibe la radiación solar en forma constante. Una parte de esta se refleja hacia el
espacio de manera porcentual en las nubes, gases y polvo que hay en la atmósfera. El
fenómeno recibe el nombre de:
a) Diatermancia.
b) Insolación.
c) Radiación.
d) Albedo.
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10) Proceso complejo en el que participan órganos y líquidos que ayudan a transportar oxígeno y
dióxido de carbono. Fisiológicamente se define como el proceso donde los organismos vivos
toman oxígeno del medio circundante y desprenden dióxido de carbono:
a) Respiración.
b) Fotosíntesis.
c) Albedo.
d) Nutrición.
11) Los humanos adultos respiran:
a) 1-10 mm cúbicos de aire cada día, 400.000 respiraciones.
b) 2-8 metros cúbicos de aire cada día, 5.000 respiraciones.
c) 10-20 metros cúbicos de aire cada día, 20.000 respiraciones.
d) 10 mm cúbicos de aire cada día, 800 respiraciones.
Preguntas extras:
1) La atmósfera media está compuesta por el conjunto:
a) Ionosfera, estratosfera, y tropopausa.
b) Mesosfera, estratosfera y estratopausa.
c) Estratosfera, mesosfera, estratopausa y la mesopausa.
d) Ionosfera, estratosfera, tropopausa y estratopausa.
2) Propiedad de la atmósfera que se refiere al aumento o disminución de su volumen debido a
cambios en temperatura: BONUS TRACK
a) Diatermancia.
b) Comprensibilidad.
c) Expansibilidad.
d) Albedo.
3) Las diferentes formas de diatermancia son:
a) Conducción, convención, irradiación.
b) Radiación, convención, conducción.
c) Movilidad, comprensibilidad e insolación.
d) Conducción, insolación, radiación.
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Caso de empate
En caso que los grupos lleguen a quedar empatados, se propone el siguiente modelo para
desempatar.
Materiales:
En anexo, diapositivas con la narración.
Fichas con respuestas (10): nitrógeno, oxígeno, aire, vapor de, agua, estratosfera,
magnetosfera, troposfera, tornados, atmósferas.
Duración: Una hora y treinta minutos.
Metodología:
1) En el centro del auditorio se colocaran las fichas boca abajo.
2) El orientador(a) leerá lentamente la adivinanza, haciendo pausa sobre los espacios en blanco
para que los representantes de cada grupo busquen la ficha según la secuencia correspondiente
a la lectura.
3) Una vez encontrada será expuesta en el tablero, y el orientador(a) volteará las fichas sobrantes
revolviéndolas, para seguir con la lectura del cuento8.
4) Desempata el grupo que llene más espacios en blanco.
Adivina ¿quién soy?
Bueno no tienes por qué saberlo.
Pero no pongas esa cara de susto que no soy tan pesada.
Al revés, soy bastante liviana.
O mejor dicho gaseosa.
¡Esa es la palabra!
pues estoy compuesta de 78% de _____________;
21% de ____________y de otros gases que hoy no nombraré,
tengo el 1%.
A todo esto se le denomina _____________.
Eso es cuando estoy seca, cosa que casi nunca se da.
Bueno lo que pasa es que como soy tan grandota, solo en
algunas partes estoy seca.
¡No es lo que tú estás pensando! Lo que quiero decir es que simplemente puedo tener hasta un 4%
8 http://www.ideam.gov.co/ninos2/ludico02.htm
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de___________agua.
¿Muy poquito? La verdad no lo sé. Ya te dije que soy grandota o mejor, muy extensa. Los
meteorólogos calculan que puedo tener 146 billones de toneladas de vapor de __________.
¡Y ahora te parece mucho!
¿Cómo eres tan curioso me imagino que quieres saber quiénes son los meteorólogos?
Son los científicos que se dedican a estudiar el clima pero, creo que es como tener un médico de
cabecera. A veces me vuelven loca. Es que se la pasan tomándome la temperatura y la presión.
¿Y sabes? Me vigilan a toda hora con sus satélites. No puedo estornudar porque ahí mismo corren a
mirarme por sus pantallas, cuchichean entre ellos y hacen cálculos con sus computadores.
¿Te imaginas?
Los benditos se encuentran por todo el mundo. Y cuando cuchichean, no sólo lo hacen con el que
está junto, sino con el que está al otro lado del planeta. Es que dicen que soy muy variable; algunos
han llegado a creer que soy impredecible. Pobrecitos, es que a veces los enloquezco con tanta cosa.
Es que así como tú tienes pies, piernas, abdomen, tórax, cuello y cabeza, yo tengo__________
troposfera, mesosfera, termosfera y ___________ que es la parte que tengo más alejada de la
superficie terrestre.
¿Qué cuánto mido? Bueno, déjame ver. Creo que tengo unos 800 km de espesor, pero los
meteorólogos se dedican a mirarme la ___________, es decir la parte más cercana al suelo que
puede tener unos 12 km de altura. Al parecer lo hacen porque en esta zona se forman las nubes, se
dan los cambios de temperatura y presión que son importantes para el clima.
¿Te parece aburrida la lluvia?
Recuerda que el agua es vital para la vida. Y que si, como ahora, tengo huracanes, tifones, ciclones,
___________, borrascas y tormentas eléctricas, no me parezco para nada a las____________ de
Venus o Júpiter que no permiten la vida. En cambio en la Tierra sí, y en gran medida se debe al
agua y a la energía del Sol. Uuyy, con tanto revoltillo los meteorólogos me están mirando, mejor me
despido. En fin, te veo cansado y yo estoy muy ocupada con tanto agite. Ha sido chévere hablar
contigo.
Chaooooo.
Conclusiones: a medida que se logre el objetivo de la actividad propuesta, se obtendrán resultados
significativos que serán tomados en cuenta en la correspondiente relatoría.
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1.2 GENERALIDADES
1.2.1 Definición
“La palabra "atmósfera", viene de la palabra griega “atmós" que significa vapor, y la palabra latina
"sphaera" traducida como esfera. En conjunto, significaría esfera de vapor”9.
Es una masa de escudos o barreras que contienen gases (nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono,
etc.), vapor de agua, partículas de polvo, humo, entre otros elementos. Envuelve los elementos
sólidos “geosfera” y líquidos “hidrosfera” del planeta tierra10.
“Se aplica también a la envoltura gaseosa que no posee los componentes necesarios para que haya
vida, como la de cualquier astro celeste u otro órgano, por ejemplo la atmósfera de Marte11.
“La mezcla de gases atmosféricos 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno, menos del 1% de argón y
dióxido de carbono, es conocida como “aire”, también posee cantidades variables de vapor de
agua”12.
http://agaudi.wordpress.com/category/tecnologia/page/2/
9 ESA21. The Atmosphere [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible en: <
http://esa21.kennesaw.edu/activities/atmosphere/atms_intro.pdf>
10 MARRERO, L. La tierra y sus recursos, una nueva geografía general visualizada. Publicaciones culturales S.A. 1987.
Venezuela. p.75.
11 DEFINITION OF ATMOSPHERE. [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible en: <
http://www.brainyquote.com/words/at/atmosphere133290.html>
12 BRITISH COLUMBIA. What is air? [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible en: <
http://www.env.gov.bc.ca/epd/bcairquality/101/what-is-air.html>
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1.2.2 Origen
Sobre el origen de la atmósfera se han expuesto varias hipótesis: la primera es que su formación
comenzó hace 4.600 millones de años. Las rocas de la Tierra a través de los años emitieron gases y
vapor de agua que se conglomeraron. Esta atmósfera primitiva estaba constituida solamente por
vapor de agua, dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno, junto con muy pequeñas cantidades de
hidrógeno.13 La segunda hipótesis denominada “planetesimal” cita que debido a un proceso llamado
“desgasificación”, los volcanes produjeron los gases atmosféricos, y se comprobó que el 80% de los
gases se expulsaron en el primer millón de años; el resto fueron liberados lentamente durante los
4400 millones de años siguientes14.
Entre tanto la hipótesis de las mareas, señaló que la atmósfera primitiva era de hidrógeno y helio la
cual desapareció en el espacio interplanetario por acción de volcanes y fumarolas. Está se fue
reconstituyendo lentamente al enfriarse el planeta. Los grandes bosques primitivos formaron el
oxígeno, y solo hace unos 500 millones de años la atmósfera adquirió sus características actuales15.
Todas coinciden en que sin la atmósfera la evolución de la tierra no se hubiera dado, ni la vida, ya
que se requería de gases tipo amoniaco y metano para la formación de la materia orgánica, como
también del oxígeno para la producción de dióxido de carbono (CO2), cimientos para la fotosíntesis y
la respiración, procesos necesarios para la existencia de muchos organismos16.
Sabías que…
13 MARRERO. Op.cit., p.77.
14 ALLEGRE,C. SCHENEIDER, S. La evolución de la tierra. Revista Investigación y ciencia. 1994.
15 MARRERO. Op.cit.,p. 77.
16CICEANA, Centro de Información y Comunicación Ambiental de Norte América. Saber más…biosfera. [En línea].
[Consultado Agosto. 2010]. Disponible en:
¿No advertimos el peso de la atmósfera, que para un hombre de
estatura y peso normal es entre 13.600 kg,
debido a que la sangre tiene mayor presión
y el aire interno del cuerpo lo contrarresta?
17
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1.3 CONSTITUCIÓN
1.3.1 Composición
Como se ha venido señalando, a través del proceso de evolución terrestre la atmósfera se ha
transformado hasta conformar la mezcla de gases y aerosoles actuales, los cuales pueden mantener
una proporción casi permanente denominados “constantes” o pueden presentarse en pequeñas
cantidades “causales”17. “Debido a la atracción de gravedad, los gases pesados (como el oxígeno),
predominan en capas inferiores y van desapareciendo en estratos más elevados a medida que
aumenta la cantidad de gases ligeros”18.
Es necesario recalcar la importancia de un gas que compone la
atmósfera: el ozono, que es fuertemente oxidante debido a sus tres
átomos de oxígeno. Se presenta de dos formas en la atmósfera: “El
estratosférico ó también conocido como “capa de ozono”, el cual
está altamente concentrado (cerca de 90%), variable y constituye el
principal filtro de la radiación ultravioleta proveniente del sol.
El troposférico o superficial es considerado como el principal contaminante fotoquímico. Se origina
principalmente en las áreas urbanas por varias fuentes de emisiones como los automóviles y la
industria”19.
En la siguiente tabla, (adecuada según varios autores)20 se expone de manera sencilla cada uno de
los elementos (gases) que componen la atmósfera: cantidad del gas en porcentaje, clasificación
(constante, causal), y su importancia.
17 FABIÁN, E. Geografía general. Segunda edición. Mc Graw Hill. 1999. p. 221.
18 MARRERO. Op.cit., p. 79.
19 PABÓN. Op.cit., p. 39-40.
20 Ibid.,p. 79.
FABIÁN. Op.cit., p. 221.
PABÓN. Op.cit., p. 39-40.
IMAGEN: Fuente [En línea]. [Consultado 5 Octubre. 2010]. Disponible en:
18
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Tabla 1. Composición de la atmósfera
Elemento Clasificación Cantidad
(%) Importancia
Nitrógeno Constante 78,10% -Diluye el oxígeno para que sea respirable.
-Enriquece los suelos; los nitratos son excelentes fertilizantes.
Oxígeno Constante 20,90%
-Gas vital para la respiración.
-Es un elemento productor de calor.
-Purifica agua y aire.
-Al mezclarse con las rocas, permite la formación del suelo que
sostiene la vida vegetal.
Argón Constante 0,90% -Es más pesado que el nitrógeno y por lo tanto es un gran protector
del efecto de los rayos solares.
Dióxido de
carbono Constante 0,04%
-Bajo el efecto del sol, permite la formación de materia orgánica
vegetal.
-Permite el proceso de fotosíntesis.
-Contribuye a retener calor.
Vapor de agua Casuales 1 - 4%
-Produce humedad a la tierra.
-Retiene el calor atmosférico.
-La existencia de las nubes, lluvia, roció, nieve y otros meteoros
acuosos, se originan gracias a su acción.
Gases raros Constantes 0.002 % Protectores del efecto de los rayos solares.
Metano N.A N.A
Es el principal producto de desecho del metabolismo de muchos
microorganismos que viven en ambientes sin oxígeno. Hoy se
piensa que este gas permitió que la Tierra fuera un lugar habitable
durante aproximadamente los primeros dos mil millones de años de
la historia de la vida.
Ozono N.A 10-5 % Su concentración en la estratósfera, protege la vida del planeta de
los rayos ultravioleta, peligrosos para la salud.
Hidrógeno Constantes 0.00005 %
-Elemento muy abundante en el universo, pero algo escaso en la
Tierra.
-Se halla en todos los componentes de la materia viva y de muchos
minerales.
-Se combina con el oxígeno para formar agua.
-También es parte esencial de todos los hidrocarburos y de una
gran variedad de otras sustancias orgánicas. -Todos los ácidos
contienen hidrógeno.
Partículas de
polvo, residuos
de humo, sal del
océano, bacterias,
esporas, semillas,
ceniza volcánica y
partículas
meteoríticas
Casuales N.A Algunas de estas (señaladas en rojo) sirven como núcleos para la
formación de gotas de lluvia.
19
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1.3.2 Estructura
Como quedó en evidencia, la composición de la atmósfera no es uniforme; su estructura también es
heterogénea y está constituida por capas o estratos caracterizadas(os) por diferencias en
temperatura y composición química. Actúa, entre otros, como filtro de las radiaciones solares21.
Tal estructura generalmente está dividida en cuatro grandes regiones (troposfera, estratosfera,
mesosfera y termosfera), además de una serie de zonas de transición (tropopausa, estratopausa,
mesopausa, termopausa y magnetopausa).
a) Troposfera
“Capa que se encuentra en contacto con la superficie terrestre. Se encuentra en constante
movimiento pues almacena y distribuye el calor solar al planeta. Además, contiene casi todo el vapor
de agua que origina la mayoría de los fenómenos meteorológicos”. Dentro de ella existe la biosfera,
zona que posee las condiciones para el desarrollo de la vida22.
“Su altura media es de 12 km, la temperatura puede bajar de 62°F (17°C) más o menos hasta -51°C
(-60°F)”23. “Posee ¾ partes de aire atmosférico y las 2/3 partes del peso total de la atmósfera
haciéndola la capa más densa”24.
“La zona de transición entre la troposfera y la capa superior se llama “tropopausa”, es conocida por
el nombre de “atmósfera inferior” ”25.
b) Estratosfera
“Esta capa se extiende por encima de la tropopausa hasta una altitud cercana a 50 km. Su
temperatura varía muy poco hasta los 20 km de altitud “isotérmica”; luego esta aumenta hasta
alcanzar valores cercanos a los de la superficie terrestre, debido a una absorción de radiación
ultravioleta por parte del ozono”. Por lo tanto al contrario de la troposfera, la parte superior de la
estratosfera es caliente y la inferior fría26.
En esta capa se encuentra una cuarta parte de todo el aire de la atmósfera y además ha sido
altamente explorada para la aviación”27.
21 FABIÁN. Op.cit., p. 226.
22 Ibid.,p. 226,227.
23 PABÓN. Op.cit., p. 37.
24 FABIÁN. Op.cit., p. 226.
25 PABÓN.Op.cit., p. 37.
26 Ibid.,p. 37.
27 MARRERO. Op.cit., p. 78.
20
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“Encima de los primeros 50 km de la superficie terrestre se encuentra el 99% de la masa total
atmosférica entre la troposfera y estratosfera; ambas regiones son de particular importancia para
entender el sistema climático”28.
c) Mesosfera
Esta capa se encuentra después de la zona de transición denominada “estratopausa” (límite que
distingue la estratosfera de la mesosfera), la cual llega aproximadamente hasta los 80-85 km encima
del suelo. “En esta región se producen numerosas reacciones químicas y transformaciones
energéticas, las cuales provocan emisiones luminosas llamadas “luminiscencias atmosféricas” “29.
“En este nivel hacia la mesopausa (zona que diferencia la mesosfera de ionosfera), la atmósfera es
más fría: la temperatura baja de -15°C (5°F) a -120°C (-184°F)”30.
“En la mesosfera el aire es extremadamente fino y la presión atmosférica es sumamente baja. Su
proporción de nitrógeno (N2) y de oxígeno (O2), es igual al nivel del mar. Por lo tanto hay mayor
densidad; una persona no podría sobrevivir en ella por mucho tiempo.
Al conjunto de estratosfera, mesosfera, estratopausa y la mesopausa, se le llama atmósfera media31.
d) Termosfera o Ionosfera
Debido a la cercanía que tiene esta capa al sol, “se caracteriza por un aumento progresivo de la
temperatura, los rayos ultravioleta y los X emitidos por el cuerpo celeste, separan las moléculas de
un gran número de gases dejando átomos libres. Estos gases tienen menos tendencia a mezclarse;
las moléculas de nitrógeno que ascienden ceden su sitio a los átomos de oxígeno y luego son
remplazados por hidrógeno (más liviano) en niveles altos”32.
Sabías que…
28 PABÓN. Op.cit., p. 37.
29 FABIÁN. Op.cit., p. 227.
30 PABÓN. Op.cit., p. 37.
31 Ibid., p.37.
32 Ibid., p.38.
¿Los rayos ultravioletas del sol desintegran las moléculas de oxígeno
y provocan la formación de ozono, gas que impide la llegada
masiva de los rayos a la superficie terrestre, por absorción?
21
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“En esta región, tanto iones como electrones pueden permanecer separados durante un periodo
relativamente largo, haciendo que esta franja de la atmósfera sea de importancia eléctrica. Estos
electrones permiten que las ondas radioeléctricas se reflejen, haciendo posible las comunicaciones a
larga distancia hecho de gran utilidad para las radiocomunicaciones”33. En ella también se producen
fenómenos como las nubes noctilucientes, y las auroras polares, que se originan cuando el viento
solar es rechazado por la magnetosfera34.
e) Magnetosfera
Aún cuando esta capa no es tenida en cuenta en el total de las clasificaciones, es señalada como la
capa más externa de la atmósfera. Está en contacto directo con el sol formando un campo
magnético que protege a la tierra de la radiación solar y desviando partículas de energía. La
magnetopausa es el límite entre esta capa y el sol35.
Fuente: Adaptación PEMAB de; [En línea]. [Consultado Octubre. 2010]. Disponible en <
http://materiacuatica.blogspot.com/>
33 Ibid., p.38.
34 FABIÁN. Op.cit., p. 228.
35 Ibid., p.228.
22
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1.4 CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES
La atmósfera es transparente e impalpable: el aire puro carece de color, sabor y color.
Entre las características que definen sus propiedades físicas se encuentran:
a) La presión atmosférica que es el mismo peso de la atmósfera. Se define como: “la fuerza del aire
sobre cada unidad de superficie en todas las direcciones”36.
b) Posee masa, la cual es denominada “densidad del aire”. Es variable porque se mide por unidad
de volumen37.
c) Gracias al sol y a la superficie de la tierra, genera calor a las capas inferiores de la troposfera,
característica conocida como “Temperatura atmosférica”38.
“En la atmósfera, estas características son inversamente proporcionales a la altura con respecto a la
superficie de la tierra: a mayor altura, menor presión, menor temperatura y menor densidad39.
En la corteza terrestre tales características son directamente proporcionales a la profundidad: a
mayor profundidad, la temperatura, presión y densidad serán mayores”40.
Sabías que…
36 CELEMIN, A. La presión y el origen del viento. [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible en:
37 PRÁCTICA II. Densidad y humedad del aire. Universidad de Huelva. Departamento. de Física Aplicada. Disponible en:
38 CENTENO, J. El Sistema Climático y fundamentos de Meteorología. Sistema Climático Geodinámica Externa LG-IG
2007-08.
39 Ibid.,p. 27.
40 Ibid.,p. 27.
¿Los pilotos que vuelan por largos periodos de tiempo a más de 3 km
de altura, necesitan utilizar un equipo para respiración,
pues podrían presentar una deficiencia de oxígeno en el cerebro
(hipoxia)? Sus síntomas son cansancio, inconsciencia y sofocación.
Incluso puede provocar la muerte.
23
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“Estas leyes rigen y combinan características de la atmósfera, definiendo a su vez las propiedades
físicas de la atmósfera que son:41
I. Compresibilidad-expansibilidad: se refiere a que los cambios en la temperatura y la presión
aumentan o disminuye el volumen de la atmósfera.
Si la presión aumenta (>) la T° disminuye (↓). Si la T° aumenta (↑), la presión disminuye (<),
entonces, el aire se expande.
II. Movilidad: es el constante desplazamiento de los elementos atmosféricos, debido a los
movimientos de la tierra y a cambios en algunas características ya señaladas.
III. Diatermancia: está relacionada con el paso de los rayos solares sin el consumo de energía
calórica por parte de la atmósfera. Entonces puede calentarse por los siguiente procesos:
Conducción: al estar en contacto directo con la superficie terrestre.
Radiación: por irradiación de los mares y los continentes.
Convención: se produce debido al movimiento de ascenso de las masas de aire caliente y
descenso de las de aire frio. Por lo tanto, la tierra recibe la radiación solar en forma constante;
una parte de esta se refleja hacia el espacio por las nubes, gases y polvo que hay en la
atmósfera, fenómeno que recibe el nombre de albedo. Aproximadamente sólo el 45% de la
radiación llega a la superficie terrestre, lo que se conoce como insolación. Finalmente una parte
de la radiación que llega a la superficie de la tierra, es absorbida atmosféricamente, y a su vez
se irradia al resto de las capas bajas; así se explica la convención.
42
41 FABIÁN. Op.cit., p.232.
24
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1.4.1 TALLER: Los Einstein del saber
Objetivo: asociar conocimientos relacionados con las características y propiedades de la atmósfera,
dentro de prácticas experimentales.
Duración: 1 hora.
Descripción:
A continuación se presentara una miscelánea de experimentos sencillos que se pueden realizar en
el aula de clase (no necesita seguir un protocolo de laboratorio). El orientador(a) puede elegir uno
según la temática, o puede repartirlos en los grupos. Es necesario que guie al estudiante pidiéndole
descripción de resultados y conclusiones. Puede también formular preguntas orientadoras e
inclusive formulación de hipótesis.
A. Presión atmosférica
Experimento # 1
Materiales:
• Dos libros gruesos.
• Una hoja de papel tamaño carta.
• Una mesa o base para colocar los libros.
http://www.sagan-gea.org/hojared/Hoja26.htm
Procedimiento:
Colocar sobre la mesa los libros, deben quedar opuestos por sus bases.
Separar los libros de manera horizontal por lo menos 15 cm.
Sobre los libros y en el espacio libre, coloque la hoja de papel como si fuera un puente de unión
entre los dos. A la altura de los libros sople entre ellos, tratando de levantar la hoja con el aire43.
Pregunta orientadora:
1. ¿Por qué no pudo mover la hoja, o se le dificultó moverla?
Explicación: al soplar hay movimiento de aire, lo que provoca que la presión bajo la hoja disminuya;
como la atmósfera efectúa una fuerza considerable encima se iguala la presión superficial. Por lo
42 http://ciudadesmeralda.zobyhost.com/?paged=10
43 [En línea]. [Consultado Abril. 2011]. Disponible en: < http://www.sagan-gea.org/hojared/Hoja26.htm>
25
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tanto al soplar hay una resistencia lo suficientemente elevada como para evitar el movimiento de la
hoja.
Variación del experimento
Materiales:
• Una regla.
• Una hoja de papel tamaño carta o papel periódico.
• Una mesa o base.
Procedimiento:
Colocar una regla en el borde de una mesa, de tal manera que asome más o menos la mitad.
Cubrir con una hoja de periódico la mitad de la regla que queda sobre la mesa.
Dar un golpe seco sobre el trozo de regla libre44.
Preguntas orientadoras:
1. ¿Por qué no se cae la regla?
La explicación es similar a la brindada en el experimento anterior: la fuerza que ejerce el aire
sobre la hoja de periódico, lo impide.
2. ¿Cuál es el peso que ejerce la atmósfera sobre nosotros? Puede dar la respuesta en toneladas
o kilogramos.
a) 2 toneladas b) 101.300 N/m2 c) 13.600 kg.
3. ¿Por qué no se siente ese peso?
Porque la sangre del cuerpo tiene una presión mayor, y el aire interno del cuerpo lo contrarresta.
44 MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA CIENCIA, TECNOLOGIA E INDUSTRIAS INTERMEDIAS DE
VENEZUELA [En línea]. [Consultado Abril. 2011]. Disponible en:
http://www.rena.edu.ve/primeraetapa/experimentos/swf/HagamosExperimentos.swf
IMAGEN TOMADA DE: http://www.rena.edu.ve/primeraetapa/experimentos/swf/HagamosExperimentos.swf
26
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Experimento # 2
Materiales:
• Dos bombas idénticas.
• Hilo.
• Varilla o regla larga.
• Dos latas.
• Lápiz con caras planas.
http://www.rena.edu.ve/primeraetapa/experimentos/swf/HagamosExperimentos.swf
Procedimiento:
Marcar el centro de la regla.
Apoyar el lápiz entre las dos latas y colocar la mitad de la varilla sobre el lápiz de manera que
quede nivelado encima de una de las caras.
Pegar en los extremos de las varillas las bombas y comprobar la nivelación (significa que el peso
de las bombas es igual).
Despegar una de las bombas e inflarla lo que más se pueda.
Colocar de nuevo en el borde de la varilla45.
Explicación: con estos experimentos se comprueba que efectivamente el aire tiene peso.
B. Densidad atmosférica
Experimento # 1
Materiales:
• Dos vasos.
• Una cubeta con agua.
http://www.sagan-gea.org/hojared/Hoja26.htm
Procedimiento:
Sumergir un vaso en la cubeta hasta que se llene y colocarlo boca abajo dentro del agua.
45 MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA CIENCIA, TECNOLOGIA E INDUSTRIAS INTERMEDIAS DE
VENEZUELA [En línea]. [Consultado Abril. 2011]. Disponible en:
27
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Colocar el otro vaso boca abajo y sumergirlo hasta que quede un poco más abajo que el primer
vaso.
Inclinar el segundo vaso (que contiene más aire) debajo de la boca del vaso lleno con agua46.
Preguntas orientadoras:
1. ¿Por qué se desplazó el agua al vaso con aire?
Este experimento tiene dos fundamentos: el primero lo explica por qué el agua es más densa
que el aire; el segundo, aplica el principio de Pascal: “los líquidos transmiten presiones con la
misma dirección”. Por lo tanto, para que algo se mueva, necesita fuerza; en este caso esa fuerza
la da el aire al momento de sumergir el vaso. Cuando se expulsa el aire del interior, las
partículas se escapan y entran en contacto con las otras por diferencia de presiones.
2. ¿Por qué los barcos de acero flotan en el agua?
Los barcos flotan porque el espacio que ocupan dentro del agua contiene mucho aire.
3. ¿Cuál es la densidad de la atmósfera? 1
325 kg/ m3.
C. Compresibilidad asociada a densidad y temperatura
Experimento # 1
Materiales:
• 1 globo o bomba.
• 1 botella.
• Jarro.
• Agua fría / agua caliente.
Procedimiento:
Ajustar el globo en el pico de la botella.
Introducir la botella en el jarro con agua bien caliente.
46 [En línea]. [Consultado Abril. 2011]. Disponible en: < http://www.sagan-gea.org/hojared/Hoja26.htm>
28
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Sacar la botella del agua caliente y remplazar el agua del jarro por agua fría, y de nuevo
introducir la botella47.
Explicación: cuando la temperatura es alta, la presión atmosférica disminuye. El aire tiende a subir
a medida que las moléculas se separan y por lo tanto por lo tanto, el aire se expande. Cuando se
enfría vuelve a ocupar la masa de aire que ocupaba antes: la presión aumenta y el aire se
comprime.
Experimento # 2
Materiales:
• Una lámpara.
• Talco, harina, polvo o cualquier material fino.
Procedimiento:
Prender la lámpara.
Esparcir arriba del foco el talco (o cualquier otro material fino que flote en el aire).
Pregunta orientadora:
1. ¿Qué sucede? El talco asciende junto con el aire que sale de la lámpara.
Explicación: el aire se expande con el aumento de la temperatura disminuyendo su densidad. El
aire menos denso flota en el aire más frío y se eleva. En el experimento, el aire que se eleva arrastra
con él las partículas de talco48.
Conclusiones: a medida que se logre el objetivo de la actividad propuesta, se obtendrán resultados
significativos que serán tomados en cuenta en la correspondiente relatoría.
Sabías que…
47 ALANIZ, S. NIETO, A. 2007. Experimentos simples para entender una tierra complicada. Universidad Nacional
Autónoma de México.
48 ALANIZ, S. NIETO, A. 2007. Experimentos simples para entender una tierra complicada. El clima pendiendo de un
hilo. Universidad Nacional Autónoma de México.
¿El estornudo es una respuesta refleja a la presencia de partículas
atmosféricas, tales como el polen o el polvo en la nariz?
29
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1.5 IMPORTANCIA
Son muchas las funciones de la atmósfera: es vital para procesos biológicos como la fotosíntesis
y la respiración; así mismo es reguladora del sistema climático por medio de los fenómenos
atmosféricos que origina (explicados más adelante).
A continuación, se resaltarán brevemente otras funciones que hacen importante esta masa49:
La temperatura media de la superficie de la tierra comparada con la actual es de +17°C. Sin la
atmósfera seria de -18°C aproximadamente, alcanzando más de 75°C durante el día, y más de
130°C bajo cero en la noche.
Sirve de protección, pues es escudo contra los rayos solares; la capa de ozono actúa como un
filtro, impidiendo que las radiaciones ultravioletas lleguen a la Tierra.
Difunde la luz de tal manera, que los lugares de sombra no se encuentran totalmente a oscuras.
Transmite el sonido por ondas que viajan a través de ella.
“Cada día 6.3 mil millones de personas interactúan con la atmósfera de muchas maneras:
-La atmósfera ofrece una resistencia que hace posible el vuelo. Además el transporte aéreo depende
de patrones climáticos.
-Sin aire el suelo no es cultivable, por lo cual está relacionado como variable de la agricultura.
-Los vientos dan origen a las olas, que a su vez, afectan el transporte marítimo.
- Por medio de la implementación de artefactos que miden las variables atmosféricas importantes
para la predicción del tiempo y las comunicaciones como son:
Los satélites meteorológicos, que registran la evolución de la temperatura según las
distintas alturas.
Las estaciones de TV que envían señales que rebotan en los satélites, y que luego a
través de las antenas, se dispersan por todas partes.
Los rayos láser y los radares que permiten la investigación sobre precipitaciones.
49 ESA 21.Op.cit., p.1-5.
30
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Los globos-sonda que suben por la fuerza de sustentación de la atmósfera, y que
son capaces de recoger datos sobre los vientos.
1.5.1 Fotosíntesis
“La fotosíntesis ha sido el principal proceso productor de oxígeno.50 Las hojas de las plantas se
constituyen como los órganos encargados de este proceso; su anatomía está adaptada para el
intercambio de oxígeno y gas carbónico con el ambiente. En este proceso se absorbe CO2 y se
expulsa el O2”51.
http://mashpedia.es/Fotos%C3%ADntesis
Sabías que…
50 PEÑUELAS. Op.cit., p. 29.
51 PURVES, W. SABADA, D. Vida la ciencia de la biología. Sexta Edición. Editorial médica Panamericana. España. 2002.
p. 616.
¿Los eructos son nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono,
hidrógeno y metano de la atmósfera como resultado
del proceso digestivo?
31
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1.5.2 Respiración
“Es un proceso complejo donde se transporta oxígeno y dióxido de carbono. Fisiológicamente se
define como: “el proceso donde los organismos vivos toman oxígeno del medio circundante y
desprenden dióxido de carbono”. Este mecanismo también favorece el proceso llamado respiración
celular (para distinguirlo del proceso global de la respiración), en donde hay liberación de energía
procedente de la combustión de moléculas como los hidratos de carbono (azúcares), y las grasas
por parte de las células”52.
1.5.3 Fenómenos atmosféricos
Debido a las propiedades de la atmósfera ya señaladas, se han generado diferentes cuerpos, formas
o masas que en su conjunto influyen en la dinámica climática. Estos fenómenos también se
presentan porque en el aire se encuentra una cantidad variable de agua que debe pasar antes por
otras dos fases: la condensación y la precipitación para convertirse en estado gaseoso “vapor de
agua”, la cual no llega ni al 4% del volumen total del aire. Esta cantidad se conoce como humedad53.
http://mavi888.wordpress.com/page/60/
Sabías que…
52 COPYRIGHT © 2010 Editorial Voluntad S.A. [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible en: <
www.voluntad.com.co>
53 MARRERO. Op.cit., p.101-103.
¿Los humanos adultos respiran unos 10-20 metros cúbicos
de aire cada día, eso es alrededor de 20.000 respiraciones?
¿Los niños respiran casi el doble de esa cantidad,
porque su sistema respiratorio está madurando?
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Tabla 2. Descripción de los fenómenos atmosféricos y sus variaciones dadas por características
atmosféricas y condensación
FENÓMENO
CARACTERÍSTICAS Y/O FORMAS EN QUE SE
PRESENTA
OTROS FENÓMENOS QUE
PERMITE
Corriente
Aérea
Es todo el movimiento vertical del aire en las capas
superiores de la atmósfera.
Huracanes: surgen de las áreas
oceánicas donde el calor del mar
origina corrientes de aire
ascendentes. Son de grandes
proporciones y muy destructivos.
Viento
Se produce debido a una corriente de aire que se mueve
horizontalmente en la troposfera, y por diferencia de
presión, pasa de una región alta a una baja.
Se clasifican en:
Planetarios: afectan extensas áreas del planeta y
soplan con algunas desviaciones e interrupciones
durante todo el año. Un ejemplo de estos son los
denominados Vientos alisios que soplan desde las
calmas subtropicales, hacia las calmas ecuatoriales.
Continentales: se originan por las grandes
diferencias de presión entre continentes y océanos.
Los más importantes son los monzones.
Ciclónicos: soplan circularmente en torno a áreas de
baja presión y constituyen perturbaciones. Se
presentan en tres tipos: extratopicales, tropicales o
huracanes y los tornados.
Tornado: son torbellinos de viento
muy intenso que se desprenden de
nubes de tormenta. Son de pequeño
tamaño y recorridos muy cortos,
pero producen grandes
devastaciones a su paso.
Nubes
Son masas visibles de vapor de agua, formadas por
diminutos cristales de hielo o gotas de agua, las cuales
surgen por aire caliente que se enfría y retiene menos
vapor de agua en alturas superiores.
Tormentas: son producidas por
nubes de desarrollo vertical que se
presentan cuando fuertes corrientes
de aire ascendente están
sobrecargadas de humedad al
alcanzar grandes alturas.
La fricción entre las moléculas de
aire forman los rayos, que se
clasifican como: relámpago si es un
destello de luz, y trueno al sonido
causado por el rayo.
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Fuente: Adaptación PEMAB de; MEJIA, W. Atlas Norma, el mundo y Colombia. Grupo editorial Norma.2007 y
MARRERO, Op.cit.,p. 89-108
http://www.greenlandadventure.com/infopolar_aurora.htm
Sabías que…
Niebla
Cuando la condensación se da a muy poca altura.
Precipitación
Se produce por la condensación de vapor del agua;
cuando una masa de aire con vapor se eleva o pasa a
una zona más fría, se transforma de estado gaseoso a
líquido, formando grandes gotas.
Lluvia: se genera cuando una
columna de aire cálido asciende
a la atmósfera.
Nieve: precipitaciones de
pequeños cristales de hielo
hacia la superficie por la
gravedad.
Granizo: cuando fuertes
corrientes de aire ascendente y
sobrecargado de humedad
alcanza grandes alturas, se
forman gotas de lluvia helada
(capas concéntricas). Van
aumentando de tamaño hasta
que por su propio peso cae a la
superficie.
¿En la atmósfera se producen distintos fenómenos luminosos
y eléctricos como arcoíris, espejismos, auroras boreales, entre otros?
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1.5.4 Sistema climático
“Como se ha visto hasta el momento, la atmósfera se encuentra en un estado permanente de
interacción con los océanos, los continentes y las grandes masas de hielo, a través del intercambio
de flujos de agua líquida o vapor, radiación electromagnética y calor, lo que constituye el
denominado sistema climático”54.
Es necesario establecer la diferencia entre tiempo y clima: “el tiempo es instantáneo, es la
manifestación de la dinámica de la atmósfera en un lugar y momento determinado; en cambio el
clima, a pesar de estar compuesto por los mismos fenómenos meteorológicos, debe observarse
durante varios años, y por lo tanto, es permanente y constante”55.
Entre las definiciones del clima se encuentran:
“Es el conjunto fluctuante de las condiciones atmosféricas, caracterizado por los estados y
evoluciones del tiempo durante un periodo, lugar o región dada, controlado por los denominados
factores forzantes determinantes, y por la interacción entre los diferentes componentes del sistema
climático, que son propios de una región”56.
“Síntesis de las condiciones meteorológicas correspondientes a un área geográfica dada, elaborada
con base en un tiempo suficientemente largo para establecer una estadística”57.
“Es el conjunto de los fenómenos meteorológicos que caracterizan el estado medio de la atmósfera
en un punto de la superficie terrestre”58.
Sabías que…
54 CASSAN,F. Atlas visual de la Ciencia, Clima. Editorial Sol90.2006.Barcelona, Buenos Aires.
55 FABIÁN. Op.cit, p.232.
56IDEAM. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible
en:
57 BIDEGAIN, M. Atmósfera .Facultad de Ciencias .Instituto de Física.2003.
58 FABIÁN. Op.cit, p. 234.
¿Las auroras boreales se producen por partículas magnéticas del sol,
que excitan los átomos y las moléculas de la ionosfera,
produciendo luminiscencia?
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“El clima tiene fundamental importancia sobre la Tierra, especialmente sobre la vida; determina las
coberturas vegetales, el relieve, la distribución de las aguas continentales y los ecosistemas. Su
entendimiento resulta de gran importancia para el hombre, ya que estas condiciones favorecen el
desarrollo de actividades que le otorgan algún bien o servicio como la agricultura, ganadería,
recreación, entre otros”59.
1.5.4.1 Elementos
“La presión atmosférica, temperatura, humedad, velocidad y dirección del viento, precipitación, brillo
solar y nubosidad, así como los fenómenos atmosféricos tales como la niebla, las tormentas, entre
otros, son considerados elementos que definen el clima. Estos se convierten en variables que
analizadas en tiempo y espacio, generan conclusiones sobre la historia del clima, y también sobre
las fluctuaciones climáticas de diversa escala.
Los elementos definirán patrones climáticos de una zona y los mecanismos que lo condicionan. Sus
rasgos más destacados son60:
a) La latitud de una zona determina las grandes áreas geográficas climáticas, generando una
“variabilidad espacial”, definida por escalas que componen la organización del clima. Según
(Arlery, 1973), puede agruparse en: zonales, regionales, locales.
b) Los climas zonales o macroclimas, son zonas que poseen rasgos generales, repetitivos y
más o menos constantes sobre áreas de extensión superior a los 2.000 Km. Un ejemplo
sería el clima mediterráneo.
c) Los climas regionales o mesoclimas, son zonas que poseen una oscilación entre los 200 y
2.000 Km de extensión. La cuenca del Ebro corresponde a este tipo de clima.
Sabías que…
59IDEAM. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible
en:
60 VALERA, F. Clima y zonas bioclimáticas. Revista digital Contra clave. [En línea]. [Consultado Octubre. 2010].
Disponible en:
DUEÑAS, R. Factores del clima y microclima. [En línea]. [Consultado Octubre. 2010]. Disponible en:
¿Los vientos alisios influyeron sobre la navegación en vela, facilitando
el descubrimiento de América, pues Colón realizó su primer viaje
ayudado por los alisios que soplan sobre el Atlántico?
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d) Clima local: zona que reúne un conjunto de áreas más pequeñas, las cuales presentan
rasgos similares y dependientes de los mesoclimas, pero con diferencias de altitud,
orientación, tipo de cubierta vegetal y distancias al mar. Por ejemplo: un valle cualquiera.
e) Microclima, corresponde a un espacio reducido determinado por los factores del entorno
próximo al suelo. La ribera de un arroyo o un jardín, serian buenos ejemplos.
f) Otro rasgo importante de los elementos climáticos, es la “diferencia temporal” (períodos
limitados como un día, un año, o períodos más largos).
g) Las temperaturas extremas o la suma acumulada de estas por encima de un determinado
umbral, son utilizados como indicadores bioclimáticos. Por lo tanto la sensación de calor o
frío, dependen de la temperatura, humedad y velocidad del viento.
h) Se manifiestan de forma conjunta e interrelacionada.
1.5.5 TALLER: Actúemos
Objetivo: reforzar en la comunidad la importancia de la atmósfera, para el desarrollo de la vida.
Materiales:
Siete tarjetas en forma de nubes con la información correspondiente para cada grupo.
Micrófonos diseñados por el orientador(a).
Hojas de papel y bolígrafos.
Duración: 20 minutos.
Metodología:
El grupo debe subdividirse en siete, según el número de personas.
A cada uno se le asignará un tema, el cual debe representar en forma de programa de televisión,
nota de un noticiero o programa de radio.
Para la valoración de la actividad se tendrán en cuenta los siguientes parámetros:
Participación de todos los integrantes del grupo.
Creatividad.
Estrategias para dar a conocer la información.
Los temas que serán asignados a cada grupo son:
a. Presión atmosférica.
b. Huracanes.
c. Tornados.
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d. Tormentas.
e. El clima y el tiempo.
f. Respiración.
g. Importancia de la atmósfera.
Conclusiones: a medida que se logre el objetivo de la actividad propuesta, se obtendrán resultados
significativos que serán tomados en cuenta en la correspondiente relatoría.
1.5.6 TALLER: Dominó de relación
Objetivo: relacionar conceptos de la atmósfera dentro de un marco general.
Materiales:
½ pliegos de cartulina (21).
5 marcadores negros.
Duración: 30 minutos.
Metodología:
1) El auditorio se organizará en cinco grupos, haciendo enumerar las personas en orden de 1 a 5,
para que luego se agrupen por similitud numérica.
2) El orientador(a) indicará ejemplares de fichas del domino previamente construidas, las cuales
contienen información relacionada con el tema de la atmósfera y que siguen una secuencia
ordenada.
2.
MASA DE GASES
QUE PERMITE LAS
MANIFESTACIONES
DEL CLIMA.
3.
PRESIÓN
ATMOSFÉRICA.
1.
ATMÓSFERA.
1.
ATMÓSFERA.
4.
PESO QUE EJERCE
LA ATMÓSFERA
SOBRE LA UNIDAD
DE SUPERFICIE
TERRESTRE.
VIENTOS.
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3) Cada grupo debe realizar cinco fichas similares con unos temas específicos que le dará el
orientador(a), el cual además entregará unas palabras conectoras que deben colocarse en los
espacios que se le sean especificados:
TEMÁTICAS Primera ficha/ Última ficha
Generalidades atmósfera/ aire
Constitución nitrógeno/oxígeno
Importancia respiración/temperatura
Características diatermancia
4) Al finalizar el diseño, se mezclarán todas las piezas en el centro del salón, y a cada grupo se les
repartirá al azar cinco fichas.
5) El grupo que tenga la ficha en donde la palabra atmósfera aparezca repetida, empieza el juego.
Continúan quienes crean tener la información relacionada con esa palabra, y así uno tras otro,
hasta que se acaben las fichas.
6) Gana el grupo que termine de colocar primero las fichas.
Conclusiones: a medida que se logre el objetivo de la actividad propuesta, se obtendrán resultados
significativos que serán tomados en cuenta en la correspondiente relatoría.
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2. REFERENTE LEGAL
Ley 99 de 1993: creación del SINA; se dictan disposiciones en materia ambiental.
Artículo 5: Funciones de Minambiente para establecer normas de prevención y control del
deterioro ambiental.
Artículo 31: Funciones de las Car,s, relacionadas con calidad y normatividad ambiental.
Ley 09 de 1979. Código sanitario nacional.
Decreto 948 05/06/1995: documento básico en el que se exponen; tipos de contaminantes,
fuentes y actividades, también hace hincapié en el tema “ruido ambiental”.
Decreto 02 de 1982. Disposiciones sanitarias sobre emisiones atmosféricas:
Artículos 7 a 9: Definiciones y normas generales.
Artículo 73: Obligación del estado de mantener la calidad atmosférica.
Artículo 74: Prohibiciones y restricciones a la descarga de material particulado, gases y vapores
a la atmósfera.
Artículo 75: Prevención de la contaminación atmosférica.
Decreto 2811 de 1974. Código de recursos naturales y medio ambiente:
Artículos 33, 192, 193 Control de ruido en obras de infraestructura.
Resolución 909 05/06/ 2008: contiene estándares de emisión admisibles para contaminantes
por fuentes fijas.
Resolución 601 04/04/2006: establece la Norma de Calidad del Aire o Nivel de Inmisión,
contiene: niveles máximos permisibles de contaminantes en la atmósfera, procedimientos para la
medición, programas de reducción y medidas generales para su mitigación.
Resolución 005 de 1996: en la cual se reglamenta niveles permisibles de emisión de
contaminantes por fuentes móviles.
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GLOSARIO
Albedo: razón entre la energía luminosa que difunde por reflexión una superficie, y la energía
incidente.
Capa de inversión térmica: zona de la atmósfera en donde se mezclan dos corrientes de aire de
diferente temperatura. La del aire aumenta desde su extremo inferior, hasta alcanzar un valor
máximo en el extremo superior.
Capa de ozono: zona de la atmósfera que abarca entre 29 y 48 kilómetros por encima de la
superficie de la tierra, donde se producen concentraciones de ozono de hasta 10 ppm.
Desgasificación: proceso de eliminación de gases disuelto en agua, usando aspiración o calor.
Fumarola: emanación de gases o vapores que salen por pequeñas grietas, en las zonas de
actividad volcánica.
Hidrosfera: capa líquida que forma las aguas de la tierra: es decir, océanos, mares y aguas
continentales, entre otras.
Oxidante: que oxida o sirve para oxidar. u. t. c. s. m
Evapotranspiración: es la cantidad de agua, expresada en mm/día. Incluye la evaporación del agua
libre desde la superficie del suelo, y la transpiración de plantas y animales.
Isotérmico: que mantiene una temperatura constante.
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BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía General
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Nacional Autónoma de México. 2007.
ALANIZ, S. NIETO, A. Experimentos simples para entender una tierra complicada. El clima
pendiendo de un hilo. Universidad Nacional Autónoma de México. 2007.
ALLEGRE,C. SCHENEIDER, S. La evolución de la tierra. Revista Investigación y ciencia. 1994.
BIDEGAIN, M. Atmósfera .Facultad de Ciencias .Instituto de Física .2003.
CASSAN,F. Atlas visual de la Ciencia, Clima. Editorial Sol 90.Barcelona, Buenos Aires. 2006.
CENTENO, J. El Sistema Climático y fundamentos de Meteorología. Sistema Climático Geodinámica
Externa LG-IG. 2007-08.
FABIÁN, E. Geografía general, segunda edición. Mc Graw Hill. p. 232, 234. 1999.
FRAUME, N. Manual Abecedario ecológico. San Pablo. 2006.
MARRERO, L. La tierra y sus recursos, una nueva geografía general visualizada. Publicaciones
culturales S.A. Venezuela. p.75.77. 89-108. 101-103. 1987.
MEJIA, W. Atlas Norma, el mundo y Colombia. Grupo editorial Norma.2007.
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PURVES, W. SABADA, D. Vida la ciencia de la biología. Sexta Edición. Editorial médica
Panamericana. España. p. 616. 2002.
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CELEMIN, A. La presión y el origen del viento. [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible en:
CICEANA, Centro de Información y Comunicación Ambiental de Norte América. Saber más
…biosfera. [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible en:
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Ambientales. [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible en: < www.voluntad.com.co>
DEFINICION.ORG [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible en: <
http://www.definicion.org/desgasificacion>
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ESA21. The Atmosphere [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible en: <
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IDEAM. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. [En línea]. [Consultado Agosto.
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IDEAM. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. [En línea]. [Consultado Agosto.
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http://institucional.ideam.gov.co/jsp/loader.jsf?lServicio=Publicaciones&lTipo=publicaciones&lFuncion
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MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA CIENCIA, TECNOLOGIA E INDUSTRIAS
INTERMEDIAS DE VENEZUELA [En línea]. [Consultado Abril. 2011]. Disponible en:
NORMATIVIDAD AMBIENTAL Y SANITARIA IDEAM. Instituto de Hidrología, Meteorología y
Estudios Ambientales. [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible en: <
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PRÁCTICA II. Densidad y humedad del aire. Universidad de Huelva. Departamento de Física
Aplicada [En línea]. [Consultado Agosto. 2010]. Disponible en: <
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http://www.ideam.gov.co/ninos2/ludico02.htm
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Bibliografía recomendada
BARRY, R.G. CHORLEY. R. J.1972. Atmósfera: tiempo y clima. ; traducido del inglés por Ana María
Guilló. Ediciones Omega. 2 da edición.
FONT TULLOT, I. 1991. El hombre y su ambiente atmosférico. Madrid: Instituto Nacional de
Meteorología. Madrid.
MORAL, Z. S. 2006. Para comprender el clima y el medio ambiente .ilustradores Jean-Yves Ahern.
Editor Jacques Fortin. Panamericana Editorial. Bogotá.
SOCIEDAD COLOMBIANA DE METEOROLOGÍA. Atmósfera. La Sociedad. 1984.
Multimedia
www. bioagradable.net
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ANEXO A
Estamos siempre inmersos en el aire, el cual se encuentra
dentro de la atmósfera.
Es un baño sutil, muchas veces desapercibido, pero del
que dependemos tanto nosotros como la mayoría de las
demás criaturas para seguir estando vivas.
De niños nos damos cuenta poco a poco que vivimos
envueltos en aire, lo sentimos en la cara mientras
apreciamos nuestra propia respiración, hacemos volar
aviones de papel, soplamos las velas de los pasteles de
cumpleaños y hay días que podemos observar el fuerte
efecto del viento que nos arrastra calle abajo o golpea
las ventanas.
Gradualmente, vamos adquiriendo conciencia de que somos
completamente dependientes del aire y que no podemos
estar mucho tiempo sin inspirar continuamente.
La frágil capa de aire nos protege, evitando las
extremas temperaturas del espacio exterior y filtrando
radiaciones solares dañinas. Absorbe, altera y recircula
los muchos elementos esenciales para la vida como el
carbono y el oxigeno.
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Toma agua de lagos y mares, las destila y distribuye de
nuevo sobre la superficie terrestre. Por si fuese poco, es
también a través del aire que recibimos la luz, el sonido y
los olores que permiten comunicarnos con el entorno y
demás seres vivos.
Pensamos en el aire como una sustancia, cuyas
características y composición nos vienen dadas
naturalmente como algo aparte, en realidad constituye
un componente más del sistema de la vida.
La atmósfera controla el clima y en último término
determina el ambiente en que vivimos, además como está
relativamente bien mezclada, sus cambios de composición
proporcionan un primer índice de las transformaciones
que se producen en los procesos biogeoquímicos a nivel
global. En conclusión, a lo largo del tiempo geológico, la
vida ha coevolucionado con la atmósfera”
Cada día, grandes cantidades de aire son absorbidas
por la materia viva y procesadas de varias formas,
para después liberarlas de nuevo.
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