Unidade 2: Na atmosfera da Terra: Radiação, matéria e estrutura
1. Evolução da atmosfera – breve história
Quando tentamos perceber qualquer coisa por si própria, encontramo-la emaranhada com tudo o resto no Universo.
John Muir (1838-1914), naturalista,explorador e conservacionista norte - americano
Será que a Terra esteve sempre envolvida por uma atmosfera
com as características que hoje apresenta?
Fundo: in Oliveira et al. (1999)
Objetivos2.1. Evolução da atmosfera- breve
históriaRelacionar a evolução da atmosfera com os gases nela existentes
Justificar a importância de alguns gases da atmosfera (O2, N2, H2O e
CO2 ) face à existência de vida na Terra
Comparar a composição provável da atmosfera primitiva com a
composição média actual da troposfera
ObjetivosIndicar a composição média da troposfera actual em termos de componentes principais(O2, N2, H2O e CO2) e vestigiais (óxidos de
azoto, metano, amoníaco, monóxido de carbono, hidrogénio
Explicar como alguns agentes naturais e a actividade humana
provocam alterações na concentração dos constituintes vestigiais
da troposfera, fazendo referência a situações particulares de
atmosferas tóxicas para o ser humano
1.Evolução da atmosfera –Breve Historia
1.1.Variação da composição da atmosfera(componentes maioritários)ao
longo do tempo e as suas causas
Como é que os gases originados no Interior da
Terra terão atingido a superfície?
1. Evolução da atmosfera –Breve HistóriaHipóteses da Desgaseificação e da Dissociação Química
De acordo com a hipótese da desgaseificação, os gases constituintes da atmosfera primitiva tiveram origem
no interior da Terra.
Os gases que teriam sido originados no interior da Terra, atingiram a superfície através dos vulcões: Desgaseificação Vulcânica.
in P
ress
, F
. &
Sie
ver,
R.
(199
7)
Como que era a Terra nessa altura?
A Terra era uma bola rochosa em A Terra era uma bola rochosa em fusãofusão
in P
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R.
(199
7)
Posteriormente, alguns gases como o Hidrogénioe o Hélio escaparam-se para o espaço. Aponta uma
hipótese que justifique esta ocorrência.
Após o período transitório , o planeta sofreu um grande aquecimento, que
conduziu a profundas alterações na sua atmosfera.
Por este motivo,e por a Terra não possuir gravidade suficiente, os gases voláteis como o Hidrogénio, o Hélio e outros gases raros escaparam para o espaço.
Qual era a atmosfera primitiva da Terra?
Segundo esta hipótese, a atmosfera primitiva seria
constituída por azoto (N2), vapor de água (H2O), dióxido
de carbono (CO2), amoníaco (NH3), metano (CH4) e
hidrogénio (H2), libertados durante as intensas
erupções vulcânicas que caracterizam este período.
O que é que aconteceu a água existente na atmosfera primitiva?
O que é que aconteceu ao dióxido de carbono existente na atmosfera primitiva?
A Terra arrefeceu
A Terra arrefeceu
vapor de água condensou chuvas
formando os oceanos e mares
dióxido de carbono reagiu com as rochas de sílica
carbonatos
A Hipótese de Dissociação Química, tentou explicar quimicamente quais
os fenómenos que teriam tranformado a atmosfera primitiva na nossa
atmosfera actual.Deste modo, avançou as seguintes
explicações:•Admite-se que o metano (CH4) pudesse ter sido
substituído pelo dióxido de carbono.
•O amoníano (NH3) ter-se-ia fotodissociado, originando
azoto e hidrogénio.
•A água (H2O), teria igualmente sofrido fotodissociação,
com libertação de oxigénio e hidrogénio.
H H
HHO HH
O
O O
HHHHO
O
Como apareceu o primeiro oxigénio na Terra ?
Segundo dados mais recentes, verificou-se que a
atmosfera primitiva deveria conter CO2 e N2 em
elevadas quantidades e vestígios NH3, SO2 e HCl.
Com o decorrer dos tempos, a atmosfera teria evoluído para a composição que apresenta na actualidade. Mas como explicar esta evolução? Como explicas
o aparecimento de Oxigénio na atmosfera?
A capacidade de alguns seres vivos realizarem a
fotossíntese oxidativa deverá ter permitido o
aparecimento de oxigénio na atmosfera. Parecem
terem sido um grupo específico de bactérias - as
cianobactérias, os primeiros organismos a realizar
este processo biológico de extrema importância.
A partir de determinada altura, os oceanos
perderam a capacidade de fixar todo o oxigénio
molecular resultante da fotossíntese, começando
este a dissipar-se para a atmosfera. Passou-se assim
de uma atmosfera anaeróbia (sem oxigénio) para
uma aeróbia (com oxigénio).
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999)
1.2 Composição média da atmosfera atual
Qual é a composição atual da atmosfera ?
Em que medida é possível afirmar, que ao longo do processo evolutivo, atmosfera e biosfera sempre
estiveram interdependentes?
Por um lado, foi a vida (os primeiros organismos fotossintéticos) que permitiu a evolução da atmosfera.
Em contrapartida, foi a evolução da atmosfera (nomeadamente, existência de oxigénio livre e a constituição da camada de ozono) que permitiu que a vida – biosfera – evoluísse.
Quais as características particulares do planeta Terra que permitiram o aparecimento e evolução da vida,
tal qual a conhecemos?
Após o período de diferenciação, o nosso planeta encontrava-se já em condições que o tornavam propício ao aparecimento de vida. Deste modo, as condições que permitiram que a vida tal qual a conhecemos se desenvolvesse na Terra, foram:
•A sua Massa, que lhe proporcionou uma gravidade suficiente para conservar uma atmosfera.
•A sua distância do Sol, que permitiu a existência de uma temperatura média amena e a existência de água no estado líquido.
Gases vestigiais (partes por milhão em volume):
CO2 – 367 ppmNe – 18 ppmHe – 5 ppm
CH4 – 1,8 ppmKr – 1,1 ppmH2 – 0,5 ppm
NO2, NO, N2O – 0,303 ppmCO– 0,1 ppm
Xe – 367 ppm
1.3 Agentes de alteração da concentração de constituintes
vestigiais da atmosfera
A A ImportânciaImportância
de alguns de alguns
gases na gases na
atmosferaatmosfera
Face à Face à
existência deexistência de
Vida Na terraVida Na terra
A A ImportânciaImportância
de alguns de alguns
gases na gases na
atmosferaatmosfera
Face à Face à
existência deexistência de
Vida Na terraVida Na terra
Oxigénio – O2
A existência de oxigénio na atmosfera terrestre, tornou possível a evolução da vida na Terra.
A existência de oxigénio na atmosfera terrestre, tornou possível a evolução da vida na Terra.
Além de ser consumido pelos seres vivos através da respiração
Além de ser consumido pelos seres vivos através da respiração
Camada deCamada de
ozonoozonoComburenteComburente
Azoto – N2 O azoto é um constituinte importante de uma boa parte das substâncias orgânicas que constituem os seres vivos
O azoto é um constituinte importante de uma boa parte das substâncias orgânicas que constituem os seres vivos
O azoto é continuamente
renovado através do ciclo do azoto
O azoto é continuamente
renovado através do ciclo do azoto
Vapor de água – H2O A abundância e distribuição de água na Terra fazem
com que esta seja considerada uma das substâncias mais importantes, para:
A abundância e distribuição de água na Terra fazem com que esta seja considerada uma das substâncias mais importantes, para:
Seres vivosSeres vivos
ClimaClima
EquilíbrioEquilíbrio
TérmicoTérmico
Dióxido de carbono – CO2 O dióxido de carbono é utilizado pelas plantas como matéria - prima na síntese de compostos orgânicos através da fotossíntese
O dióxido de carbono é utilizado pelas plantas como matéria - prima na síntese de compostos orgânicos através da fotossíntese
Além disso, dióxido de carbono contribui para o equilíbrio térmico da Terra, evitando a perda de energia para o espaço, ao reter a parte das radiações infravermelhas reflectidas pela atmosfera e pela superfície terrestre
Além disso, dióxido de carbono contribui para o equilíbrio térmico da Terra, evitando a perda de energia para o espaço, ao reter a parte das radiações infravermelhas reflectidas pela atmosfera e pela superfície terrestre
Resolução da APSA 15
AA atmosfera é um depósito de muitos atmosfera é um depósito de muitos componentes vestigiaiscomponentes vestigiais
AA atmosfera é um depósito de muitos atmosfera é um depósito de muitos componentes vestigiaiscomponentes vestigiais
OrigemOrigem
NaturalNatural NaturalNatural AntropogénicaAntropogénicaAntropogénicaAntropogénica
Causam o aumento da concentração dos Causam o aumento da concentração dos componentes vestigiaiscomponentes vestigiais
Causam o aumento da concentração dos Causam o aumento da concentração dos componentes vestigiaiscomponentes vestigiais
Começaram a exercer efeitos nocivos nosComeçaram a exercer efeitos nocivos nos
seres humanos e no ambienteseres humanos e no ambiente
Começaram a exercer efeitos nocivos nosComeçaram a exercer efeitos nocivos nos
seres humanos e no ambienteseres humanos e no ambiente
POLUENTESPOLUENTESPOLUENTESPOLUENTES
Causas antropogénicas: indústria, transportes, incêndios …
Causas naturais: vulcões, incêndios, processos metabólicos …
Principais Principais PoluentesPoluentes
Fontes de Fontes de ProduçãoProdução
Efeitos ambientais e Efeitos ambientais e nos seres humanosnos seres humanos
Óxidos de carbono
CO e CO2
Fogos florestais naturaisFogos florestais naturais
Emissões vulcânicas Emissões vulcânicas
Escapes de veículos Escapes de veículos motorizadosmotorizados
Combustões domésticas e Combustões domésticas e industriaisindustriais
CO2 – Contribui para o efeito de estufa
CO – venenoso e asfixiante
Óxidos de enxofre
SO2
Emissões vulcânicasEmissões vulcânicas
Combustão de carvão e Combustão de carvão e fuelóleo em centrais fuelóleo em centrais termoeléctricastermoeléctricas
Siderurgias e refinariasSiderurgias e refinarias
Formação de chuvas ácidasFormação de chuvas ácidas
Nevoeiro fotoquímicoNevoeiro fotoquímico
Causa irritação da garganta Causa irritação da garganta e dos olhose dos olhos
Óxidos de azoto
NO, NO2 e NO3
Acção bacterianaAcção bacteriana
Combustões industriaisCombustões industriais
Escapes de veículos Escapes de veículos motorizadosmotorizados
Formação de chuvas ácidasFormação de chuvas ácidas
Nevoeiro fotoquímico Nevoeiro fotoquímico Problemas pulmonaresProblemas pulmonares
Compostos orgânicos voláteis
CH4, C2H6, CFC´s …
Tintas e vernizes Tintas e vernizes
Frigoríficos e arcas Frigoríficos e arcas congeladorascongeladoras
AerossóisAerossóis
Destruição da camada de Destruição da camada de ozonoozono
Náuseas; fadiga e reacções Náuseas; fadiga e reacções alérgicas alérgicas
Fenómeno que mantém a temperatura média
terrestre entre os -15 º C e os +15 º C.
Efeito de estufaEfeito de estufaEfeito de estufaEfeito de estufa CO2CO2
CFCCFC
CH4CH4N2ON2O
Se destruirmos a nossa camada de ozono, o resultado será catastrófico: vai tornar-se impossível viver na superfície terrestre. Uma vez que as radiações U.V. provocam mutações e desenvolvimento de cancros.
Destruição da camada de OzonoDestruição da camada de OzonoDestruição da camada de OzonoDestruição da camada de Ozono
CFCCFC
Este fenómeno Este fenómeno
manifesta-se por manifesta-se por
um sério um sério
esgotamento do esgotamento do
ozono ozono
estratosférico estratosférico
sobre a região sobre a região
polar na polar na
Antárctica.Antárctica.
Inclui:Inclui:
Chuva Neve
Granizo Orvalho
Nevoeiro
Mais perigoso por ser muito intenso
Chuvas ácidasChuvas ácidasChuvas ácidasChuvas ácidas SO2SO2
NO2NO2
Devida à conversão dos óxidos de enxofre e de azoto em ácidos sulfúrico e nítrico,
respectivamente.
SmogSmog SmogSmog SO2SO2
NOxNOx
Contracção das Contracção das
palavras palavras smoke smoke
(fumo, em inglês) e (fumo, em inglês) e
fogfog (nevoeiro, em (nevoeiro, em
inglês)inglês)
Caracterizado pela redução da
visibilidade, irritação da
vista e deterioração da borracha e de
outros materiais
Aparecimento de ozono junto ao soloAparecimento de ozono junto ao soloAparecimento de ozono junto ao soloAparecimento de ozono junto ao solo
NO
2
NO
2
agravamento do efeito de estufa CO2, CFC, CH4, N2O;
destruição da camada de ozono CFC; contribuição para as chuvas ácidas SO2, NO2;
smog (partículas em suspensão na atmosfera) NOx, SO2;
aparecimento do ozono junto ao solo .
Fazer o desafio da pagina 109
Resolução da APSA 14
O que pensas que Carl Sagan quereria dizer com estaúltima afirmação?
“Nós, terráqueos, estamos admiravelmente adaptados ao
ambiente da Terra porque crescemos aqui. As primeiras
formas de vida, que não estavam bem adaptadas, morreram. (...)
Os seres que tenham evoluído num mundo totalmente diferente,
certamente que também cantam os seus louvores.” Sagan, C. (1984)
in http://www.gps.caltech.edu/~gab/ge128/ge128.html
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