A química invisível

Desvendando a composição e a poluição do ar

A atmosfera e suas camadas. Imagem de NASA, 2024

A atmosfera é uma das esferas do Sistema-Terra mais intrigantes e de maior importância para a vida. É através de suas características que é possível inferir sobre a possibilidade da existência de vida em outros planetas a partir de suas propriedades. Presa pela gravitação à superfície da Terra, a atmosfera é composta não apenas de gases, mas também de micropartículas, gotículas de água e gelo, além de biogênicos resultantes de processos terrestres. O invólucro que está acima da superfície é um reservatório para todos esses componentes, que apresentam variações sazonais e de distribuição espacial, sobretudo na troposfera, camada mais próxima da superfície e a camada em que ocorrem a maioria dos fenômenos atmosféricos.

A atmosfera terrestre nem sempre apresentou a composição atual, dominada por nitrogênio (70%), oxigênio (20%) e argônio (0,98%). Em eras geológicas remotas, os gases atualmente considerados traços, presentes em proporções muito menores, eram predominantes. Ao longo da evolução planetária, esses gases foram submetidos a intensos processos biogeoquímicos, envolvendo interações complexas entre organismos vivos, a composição geológica e reações químicas. A origem da atmosfera remonta aos primeiros bilhões de anos da Terra, quando a intensa atividade vulcânica liberou gases oclusos no interior do planeta, como nitrogênio, carbono e água, em um processo conhecido como desgaseificação. O oxigênio, essencial para a vida como a se conhece, ainda não estava presente nessa fase inicial.

Logo após o resfriamento da Terra, o vapor d'água presente na atmosfera condensou, formando os oceanos e dando início ao ciclo hidrológico. A intensa atividade vulcânica liberou gases como dióxido de carbono, nitrogênio e outros. Os gases leves, como hidrogênio e hélio, remanescentes da formação do Sistema Solar, foram gradualmente perdidos para o espaço devido à baixa gravidade terrestre e à ação do vento solar. Gases mais pesados, como o nitrogênio e o oxigênio, permaneceram na atmosfera, concentrando-se nas camadas mais baixas. Na troposfera, a camada mais próxima da superfície, ocorrem complexos processos que regulam a composição atmosférica. O dióxido de carbono, por exemplo, é absorvido pelos oceanos e pelas plantas durante a fotossíntese, sendo posteriormente liberado por processos como a respiração e a decomposição.

Essa história contada é um resumo, e ainda tem muitos detalhes a serem descobertos. Entender o ciclo de vida destes elementos e suas interações no sistema complexo da Terra é um tanto curioso, dado que é graças às suas características atuais que se faz a vida. Foi através da camada de ozônio que os raios UV foram filtrados e permitiram a origem e manutenção da vida, que sofreu continuidades e descontinuidades ao longo de sua trajetória. Entretanto, até a década de 80, a emissão dos chamados CFCs (Clorofluorcarbonetos) estava destruindo essa camada, causando destruição da mesma e trazendo alarme global. Problema que foi resolvido. Ao se incrementar gases em uma Terra em equilíbrio, acarreta-se uma reação por desequilíbrio. Veja: ao se extrair combustíveis fósseis da superfície e queimar a biomassa, se emite CO2, um gás que desequilibra o sistema e apresenta um caráter crônico para a Terra.

Os gases metano, óxido nitroso, dióxido de nitrogênio são outros nocivos compostos, e que vêm sendo constantemente emitidos para a atmosfera através da atividade da pecuária, extrativistas, queimadas e materiais industriais. Já se sabe que a vegetação retém o CO2 e que, ao realizar a fotossíntese, libera o oxigênio para a atmosfera; ao se desmatar, todo esse estoque de CO2 retido é retornado para a atmosfera aquecendo o planeta Terra. O CO2 não é qualquer gás, assim como o metano e óxido nitroso; mesmo sendo relativamente de parcela pequena no volume da atmosfera, eles são os chamados GEEs (Gases de Efeito Estufa), porque além de serem prejudiciais em maiores porções, eles retêm o calor da Terra.

Outro problema significativo é a presença de material particulado na atmosfera. Essas partículas podem ser emitidas diretamente por fontes como indústrias e veículos ou formadas por reações químicas complexas no ar, como é o caso do ozônio (O3). A natureza e a quantidade dessas partículas determinam seus impactos à saúde. As partículas inaláveis, por exemplo, podem penetrar profundamente no sistema respiratório, causando sérios problemas cardíacos e respiratórios. Essas micropartículas geralmente finas também tem a função de servir como núcleos de condensação para formação de nuvens, e alterar a dinâmica da temperatura terrestre, como é o caso das nuvens de cinza vulcânica, de extensa distribuição. Entretanto, o maior percentual destes particulados não são de origem natural, mas sim das atividades humanas.

Referências usadas

BARRY, R. G.; CHORLEY, R. J. Atmosfera, tempo e clima. 9. ed. Bookman, 2012.

LENZI, E.; FAVERO, L. O. Introdução à Química da Atmosfera - Ciência, Vida e Sobrevivência 2. ed. LTC, 2019.