¿Qué es lo que permite la formación de una atmósfera? ¿Por qué algunos planetas poseen atmósferas y cuales son las condiciones para que ello suceda?
Aquí se hace preciso abordar algunos principios físicos, uno en particular; la velocidad de escape. Esta es la velocidad que se le debe dar a un cuerpo para sacarlo de la fuerza de un campo gravitatorio cualquiera. Cuanto mayor es la masa de un cuerpo, supongamos un planeta, un satélite natural o cualquier cuerpo celeste, y menor sea la proximidad a su centro, mayor será la velocidad de escape requerida para alejarse de dicha gravitación.

En la Tierra esta velocidad es aproximadamente de 11,2 km/s. Si se lanzara verticalmente un cuerpo con ésta o más velocidad desde cualquier punto de la superficie terrestre, no volvería a caer en ella, esta es la velocidad, por ejemplo, a la que debe llegar cualquier nave o cohete para salir al espacio exterior. Se la conoce como velocidad de escape superficial.
¿Cuál es la relación entre la velocidad de escape y la formación de atmósferas? Las partículas gaseosas que conforman las atmósferas se están moviendo constantemente, ya que  poseen una energía especifica por encontrarse a una temperatura determinada, a mayor temperatura mayor movimiento, por eso la temperatura atmosférica es otra variable a tener en cuenta. Así,  velocidad es mayor cuanto mayor es la temperatura a la que se encuentran. Si la velocidad media de la partícula  de un determinado gas fuese muy inferior a la velocidad de escape de un planeta, esa partícula sería retenida y ese planeta podría tener atmósfera, es decir, el planeta mantendría a su alrededor las partículas de gas por acción gravitatoria, dando lugar a la envoltura gaseosa: la atmósfera. En caso contrario, si la velocidad de escape es superior,  esa partícula, al igual que todas las demás, se iría al espacio. De esta manera los gases se escaparían de la fuerza de gravedad del cuerpo planetario y se disiparían hacia el exterior.

Esta es fundamentalmente la razón por la que por ejemplo, la Luna no tiene atmósfera. En el caso de la Tierra los componentes de la atmósfera se encuentran concentrados cerca de la superficie, comprimidos por la atracción de la gravedad y, conforme aumenta la altura, la densidad de la atmósfera disminuye con gran rapidez. En los 5,5 kilómetros más cercanos a la superficie se encuentra la mitad de la masa total y antes de los 15 kilómetros de altura está el 95% de toda la materia atmosférica.
       

Vista general de la Atmósfera Terrestre desde el espacio. El color azul se produce por la interacción/refracción de la luz solar con las partículas gaseosas.

Los gases fundamentales que forman la atmósfera son:
 

Esta composición, y esta particularidad de presión y  temperatura es la que posibilita que el hombre pueda vivir en la Tierra.
¿Qué sucede en otros rincones del sistema solar? ¿Es la Tierra el único astro con atmósfera? ¿Qué características tienen los demás planetas y satélites naturales del sistema?
Además de la Tierra, Venus y Marte tiene atmósferas que envuelven sus superficies, así como también cuatro de los satélites de los planetas exteriores: Titán, Encelado (lunas de Saturno) y Tritón (una luna de Neptuno), y finalmente (caso especial) Europa, de Júpiter.  Además, los planetas gigantes del sistema solar exterior Júpiter, Saturno, Urano, y Neptuno, están predominantemente compuesto de gases.
Dentro de este grupo de cuerpos celestes, Titán es el más extraordinario. ¿Por qué? Porque el aire de Titán está compuesto fundamentalmente de nitrógeno (80-90%), al igual que el aire de la Tierra. Este satélite natural de Saturno es el único otro lugar del sistema solar con una atmósfera hecha de lo mismo que la Tierra.  Algunas diferencias importantes (sobre todo respecto de la vida) son que la atmósfera de Titán es rica en hidrocarburos como el metano, el propano y  el etano. Además dentro de las similitudes, esta Luna tiene unas 1,5 veces la presión atmosférica de la Tierra ¿Qué es la presión atmosférica? Exactamente la presión que ejerce la composición gaseosa de la atmósfera sobre los cuerpos en la superficie.

 

Imagen artística del descenso de la Sonda Huygens sobre la superficie de Titán., producido  el 14 de enero de 2005.

Otro satélite interesante del sistema solar es la luna Europa del gigante Júpiter, ¿Qué sucede aquí? Europa tiene su propia atmósfera, aún cuando es muy delgada. Esta atmósfera, rica en oxigeno, es creada cuando las veloces moléculas en la magnetosfera de Júpiter chocan contra la superficie de Europa, y arrancan moléculas de agua (el Hidrógeno escapa más fácilmente que el oxigeno). Estas moléculas pueden flotar alrededor de Europa durante un tiempo, pero debido a su débil gravedad la atmósfera se aleja rápidamente, nuevamente se aprecia en este caso el princio físico de la velocidad de escape. Además al contrario que la Tierra, donde los organismos generan y mantienen una atmósfera con un 21% de oxígeno, la atmósfera de oxigeno de Europa está generada por procesos puramente no biológicos.
Podría decirse entonces que de las 61 lunas identificadas en el Sistema Solar, cuatro satélites poseen atmósferas conocidas:  la luna de Júpiter volcánicamente activa Io (dióxido de azufre), junto a su compañera galileana Europa,  la luna más grande de Saturno Titán (nitrógeno/metano) y la luna más grande de Neptuno Tritón (nitrógeno/metano).

Esto demuestra que lejos de las visiones cinematográficas donde los seres humanos viajan a otros planetas y “caminan” tranquilamente por las superficies planetarias sin ningún tipo de protección, las condiciones físicas biológicas y químicas de la Tierra que permiten la vida, deberían protegerse siempre. Por la simple razón de que son únicas para la vida y su desarrollo.
Sabiendo esto, y lo importante y fundamental que es para el hombre vivir en un planeta único, la pregunta que surge es ¿Cómo puede ser que el mismo ser humano contamine, destruya y no valore el espacio mismo en el que se desarrolla su existencia?

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