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Atmosfera terrestre: cos’è, a cosa serve, composizione, strati, altezza, spessore, Omosfera, Eterosfera, Troposfera, Stratosfera, Mesosfera, Termosfera, Esosfera, Ionosfera e Magnetosfera

Atmosfera terrestre. Il nostro pianeta è, al momento, l’unico noto per ospitare forme di vita complessa. Questo è possibile grazie allo scudo gassoso che circonda la Terra: l’atmosfera.

Atmosfera terrestre: cos’è e a cosa serve

Cos’è e a cosa serve l’atmosfera terrestre: è quell’invisibile involucro a strati che avvolge e riscalda la Terra e ci consente di respirare. E’ come una bolla che avvolge, riscalda e fornisce ossigeno.

La parte respirabile (che è come una pellicola molto sottile) è composta al 78% da azoto (N2), al 21% da ossigeno (O2), allo 0,9% da argon (Ar), e infine da altri composti (come CO2 e vapore acqueo) in percentuali minori. Questa parte respirabile è, però, solo una piccola frazione dell’atmosfera. Nella sua totalità, l’atmosfera è uno strato gassoso di composizione variabile che si estende fino a oltre la Luna.

La maggior parte delle persone si troverebbe in grosse difficoltà attorno ai 4.000-4.500 metri d’altezza (ad esempio sulla cima del Monte Bianco) perché a quella quota l’ossigeno è molto rarefatto. Solo poche persone sono capaci di arrivare senza bombole fino agli 8.848 metri della cima all’Everest (ad esempio Reinhold Messner e Peter Habeler nel 1978).

Atmosfera terrestre: strati

L’atmosfera si può suddividere in 2 parti principali: Bassa Atmosfera e Alta Atmosfera

• Bassa atmosfera (o Omosfera): va dalla superficie del pianeta e fino a circa 100 km di altezza. La sua composizione chimica è abbastanza omogenea. Le 3 zone della Omosfera (dal basso verso l’alto) sono la Troposfera, la Stratosfera e la Mesosfera. I confini tra l’una e l’altra sono definite “pause“: Tropopausa (tra troposfera e stratosfera), Stratopausa (tra stratosfera e mesosfera) e Mesopausa (tra bassa e alta atmosfera).
• Alta atmosfera (o Eterosfera): al di sopra dei 100 km di altezza. Si presenta non omogenea nella composizione chimica perché i gas che la costituiscono tendono a stratificarsi a seconda della loro densità. La temperatura riprende a crescere regolarmente e si distinguono una Termosfera (fino a 400-500 km di quota) e una Esosfera (che arriva fino al limite più periferico dell’atmosfera).

Esistono altre 2 suddivisioni: in base alla composizione chimica e variazioni di temperatura e in base a caratteristiche elettriche e magnetiche

• Composizione chimica e variazioni di temperatura: Troposfera, Stratosfera, Mesosfera, Termosfera, Esosfera;
• Caratteristiche elettriche e magnetiche: Troposfera, Stratosfera, Mesosfera, Termosfera, Esosfera, Ionosfera e Magnetosfera.

Lo strato più interno e vicino alla Terra si chiama Troposfera. Il nome deriva dal greco “tropos” (“cambiamento”, perché evolve in continuazione). In questo strato si trovano le nuvole, il vento ed è dove avvengono i fenomeni meteorologici come le precipitazioni. Lo spessore va dai 6-8 km ai 14-18 km (in corrispondenza dei poli è più sottile mentre è più spessa all’equatore). L’aria è più densa (è qui, infatti, che si trovano i 3/4 della massa dell’intera atmosfera terrestre). Il suo limite superiore è rappresentato dalla Tropopausa.

Il secondo strato si chiama Stratosfera. A differenza della Troposfera, nella quale l’aria va raffreddandosi mano a mano che si sale di quota (ad esempio, quando si sale in montagna), nella stratosfera avviene il contrario. L’ipotesi più accreditata sul meccanismo dell’aumento di temperatura (da -50 °C a +17 °C) sarebbe quella relativa alla concentrazione alta di ozono nella regione centrale della Stratosfera (che per questo prende il nome di Ozonosfera). La Stratosfera ha uno spessore che va dai 35 km ai 50 km e ospita lo strato di ozono che ripara dai danni dei raggi ultravioletti del Sole. Il vapor acqueo è assente e i gas sono molto più rarefatti rispetto a quelli della Troposfera. Sono, però, presenti delle nubi madreperlacee formate da cristalli di ghiaccio e polveri. Il suo limite superiore è rappresentato dalla Stratopausa.

Il terzo strato si chiama Mesosfera ed ha uno spessore che va dai 35 km agli 80-90 Km. In questo strato c’è ancora abbastanza gas per generare calore, ma la temperatura diminuisce riprendere ad aumentare con l’aumentare dell’altezza (fino a circa -73 °C). E’ lo strato di mezzo dove si disintegrano le meteoriti che provano ad arrivare sul nostro pianeta. I detriti celesti, attratti dalla gravità terrestre, si infiammano dando luogo alle cosiddette stelle cadenti. Inoltre, attorno ai 70-80 km di altezza si possono formare le nubi nottilucenti. Il suo limite superiore è rappresentato dalla Mesopausa (che fa da separazione tra la “bassa atmosfera” e “l’alta atmosfera”).

Il quarto strato si chiama Termosfera e lo spessore è di oltre 500 km. Il suo nome deriva dal greco “thermos” (calore). Le temperature in questo strato aumentano con l’aumentare dell’altezza e possono superare i 1500 °C. Nella parte più alta della termosfera orbitano la Stazione Spaziale Internazionale e i satelliti artificiali.

Il quinto strato (che si trova all’interno della Termosfera) si chiama Ionosfera. Questo strato dell’atmosfera si espande e restringe in base all’energia che riceve dal Sole sovrapponendosi con la Mesosfera, la Termosfera e la Esosfera. E’ una parte molto attiva dell’atmosfera nella quale i gas, eccitati dalle radiazioni solari, formano ioni e atomi che presentano cariche elettriche. Le particelle caricate elettricamente dalla ionosfera interagiscono con il vento solare e formano le aurore polari.

Il sesto strato si chiama Esosfera ed ha uno spessore che va dai 10.000 km all’infinito. E’ l’involucro più esterno, il limite dell’atmosfera terrestre, che si estende con atomi di gas molto rarefatti. I pochi elementi gassosi sono molecole leggere come idrogeno e elio presenti in percentuali estremamente basse.

Esiste anche la Magnetosfera (o vento solare) composta da cariche elettriche in movimento che generano un campo magnetico. Anche la Terra genera un campo magnetico (un enorme magnete lungo 13 mila km e avente un asse leggermente inclinato rispetto a quello di rotazione). Il campo magnetico terrestre è provocato da continue correnti elettriche presenti nel “mantello“. L’intensità decresce, poi, intorno ai 60-80 mila km. Qui viene considerato il limite della Magnetosfera.

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