Nuestra atmósfera tiene distintas capas en las que existen diferentes gases de distintas composiciones. Cada capa de la atmósfera tiene su función y sus propias características que las hacen diferentes del resto.
Tenemos la troposfera que es la capa de la atmósfera en la que vivimos y en la que tienen lugar todos los fenómenos meteorológicos, la estratosfera que es la capa de la atmósfera en la que se encuentra la capa de ozono, la mesosfera donde se dan las auroras boreales y la termosfera que se encuentra rozando el espacio exterior y donde la temperatura es muy alta. En este post nos vamos a centrar en la estratosfera y la importancia que tiene para la vida en nuestro planeta.
Características de la estratosfera
La estratosfera se encuentra a una altura de unos 10-15 km de altura y se extiende hasta unos 45-50 km. La temperatura en la estratosfera va variando de la siguiente manera: primero, comienza siendo estable (ya que se encuentra en alturas cercanas a la tropopausa donde la temperatura se mantiene igual) y bastante baja. Conforme vamos aumentando en altitud, la temperatura de la estratosfera va aumentando, ya que va absorbiendo cada vez más cantidad de radiación solar. El comportamiento de la temperatura en la troposfera funciona al contrario de lo que lo hace la troposfera en la que vivimos, es decir, en vez de decrecer con la altura, aumenta.
En la estratosfera apenas existe movimiento en dirección vertical el aire, pero los vientos en dirección horizontal pueden alcanzar frecuentemente los 200 km/h. El problema de este viento, es que cualquier sustancia que llegue a la estratosfera es difundida por toda la extensión del planeta. Un ejemplo de ello, son los CFC. Estos gases compuestos de cloro y flúor destruyen la capa de ozono y se extienden por todo el planeta debido a los fuertes vientos de la estratosfera.
En la estratosfera apenas existen nubes ni otras formaciones meteorológicas. A veces la gente suele confundir el aumento de temperaturas de la estratosfera con la cercanía de esta con el Sol. Es lógico pensar que conforme más cerca se está del Sol más calor hará. Sin embargo esto no es así por eso. En la estratosfera nos podemos encontrar la famosa capa de ozono. La capa de ozono no es en sí una “capa”, sino que es una zona de la atmósfera en la que la concentración de este gas es mucho más alta que en el resto de la atmósfera. Las moléculas de ozono se encargan de absorber la radiación solar que nos incide directamente del Sol y permite la vida en la Tierra. Estas moléculas que absorben los rayos ultravioletas del Sol transforman esa energía en calor y, por ello, es por lo que la temperatura de la estratosfera va creciendo en altura.
Debido a que existe la tropopausa en la que el aire es muy estable y no existen corrientes de viento, el intercambio de partículas entre la troposfera y la estratosfera es casi nulo. Por esta razón apenas hay vapor de agua en la estratosfera. Esto quiere decir que las nubes de la estratosfera sólo se forman si hace tanto frío que la pequeña cantidad de agua existente se condensa y forma cristales de hielo. Se les llama nubes de cristales de hielo y no dan lugar a precipitaciones.
Al final de la estratosfera se encuentra la estratopausa. Se trata de una zona de la atmósfera donde terminan las altas concentraciones de ozono y la temperatura se vuelve muy estable (sobre los 0 grados centígrados). La estratopausa es la que da paso a la mesosfera.
Como curiosidad, sólo los compuestos químicos que tienen una vida larga son los que pueden alcanzar la estratosfera. Ahora sí, una vez se encuentran allí, pueden permanecer durante mucho tiempo. Por ejemplo, los materiales emitidos por grandes erupciones volcánicas son capaces de permanecer en la estratosfera durante casi dos años.
La capa de ozono
La capa de ozono no siempre tiene la misma concentración de este gas ni mucho menos. En la estratosfera, se da la formación y destrucción continua del ozono al mismo tiempo. Para que el ozono se forme, los rayos de luz solar deben de romper una molécula de oxígeno (O2) en dos átomos de oxígeno (O). Uno de esos átomos al encontrarse con otra molécula de oxígeno reacciona para formar el ozono (O3).
Así se forman las moléculas de ozono. Sin embargo, de forma natural, al igual que se crean se destruyen a causa de la radiación solar. Los rayos de luz del Sol inciden sobre la molécula de ozono y la vuelve a destruir para dar lugar a una molécula de oxígeno (O2) y un átomo de oxígeno (O). Ahora el átomo de oxígeno reacciona con otra molécula de ozono para formar dos moléculas de oxígeno, y así, sucesivamente. Se trata de un ciclo natural que se encuentra en equilibrio entre formación y destrucción de moléculas de ozono. De esta forma, esta capa de gases puede absorber gran cantidad de los rayos ultravioletas dañinos y protegernos.
Esto ha sido así durante mucho tiempo. Un ciclo donde la concentración de ozono se mantenía en una concentración relativamente estable y constante en el tiempo. Sin embargo, existe otra forma de destruirse en ozono en la atmósfera. Los clorofluorcarbonos (CFCs) son muy estables en la atmósfera y pueden, por tanto, llegar a la estratosfera. Estos gases tienen una vida bastante larga, pero cuando llegan a la estratosfera, los rayos ultravioletas del Sol destruyen las moléculas dando lugar a radicales de cloro que son muy reactivos. Estos radicales reactivos van destruyendo las moléculas de ozono, por lo que la cantidad de ozono que se destruye en total es mucho más grande que la que se genera. De esta forma el equilibrio entre generación y destrucción de moléculas de ozono capaces de absorber la radiación solar dañina para nosotros se ha roto.
Consecuencias del agujero de la capa de ozono
Desgraciadamente, en el pasado no se conocía este tema con tanto detalle, por lo que en las actividades del ser humano (uso de aerosoles clorofluorocarbonados) han conseguido hacer llegar a la estratosfera grandes cantidades de cloro y bromo que destruyen las moléculas de ozono. Debido a que la reacción necesita luz y la formación de nubes polares a muy bajas temperaturas, los niveles más bajos de ozono se dan en la primavera de la Antártida y el agujero de ozono se forma, en especial, sobre la Antártida. Estos agujeros de ozono hacen que llegue más radiación ultravioleta a la superficie de la Tierra y provoca la aceleración del deshielo.
En el ser humano, la degradación de la capa de ozono ha provocado un aumento en la incidencia de cáncer de piel debido a una mayor cantidad de radiación solar que llega hasta nosotros. Las plantas también se ven afectadas, sobre todo aquellas que están creciendo y tienen los tallos y las hojas más débiles y menos desarrolladas.
Impactos de los aviones en la estratosfera
Los aviones también han tenido incidencias sobre la estratosfera, debido a que suelen volar a una altura de entre 10 y 12 km, es decir, cerca de la tropopausa y el inicio de la estratosfera. Al crecer el tráfico aéreo se han aumentado las emisiones de de dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O), óxidos de nitrógeno (NOx), óxidos de azufre (SOx) y hollín a la atmófera entre la alta troposfera y la baja estratosfera.
Hoy en día, los aviones sólo provocan entre el 2 y 3% de las emisiones globales de efecto invernadero. Esto no supone tampoco una gran importancia en cuanto al calentamiento global. Sin embargo, lo que es realmente importante de los aviones es que los gases que emite lo hacen en la parte alta de la troposfera. Esto provoca que el vapor de agua emitido haga aumentar las probabilidades de formar nubes del tipo cirros que retienen más calor en la Tierra y contribuye al calentamiento global.
Por otro lado, los óxidos de nitrógeno que emiten los aviones también son peligrosos, puesto que están relacionados con la desaparición de ozono en la estratosfera. Tenemos que pensar que, aunque los gases de efecto invernadero que emiten los aviones no tienen una vida demasiado larga como para llegar a la estratosfera, sí pueden conseguirlo, debido a que se están liberando a una altura muy cercana a la misma.
Curiosidades de la estratosfera
Esta capa de la atmósfera tiene algunas curiosidades que pueden llegar a sorprendernos. Entre esas curiosidades se encuentran:
- La densidad del aire es un 10% menor que en la superficie terrestre
- Las temperaturas en las capas más bajas rondan los -56 grados de media y las corrientes de aire llegan a los 200 kilómetros por hora.
- Existen informes que aseguran la existencia de pequeños microorganismos viviendo en la estratosfera. Se cree que estos microbios han podido venir del espacio. Se trata de unas esporas bacterianas, organismos extremadamente resistentes que pueden formar una capa protectora alrededor de sí mismos y por tanto sobreviven las bajas temperaturas, condiciones secas y altos niveles de radiación que se encuentran en la estratosfera.
Como podeís ver, la atmósfera tiene grandes funciones para nosotros y el resto de seres vivos que habitan nuestro planeta. La estratosfera contiene algo que es necesario para nuestra supervivencia y que, auque esté a kilómetros de altura, debemos de proteger.