Mesosfera: características, composición, temperatura y funciones
La mesosfera es una de las capas de la atmósfera terrestre, específicamente la tercera, ubicada entre la estratosfera y la termosfera. El área de transición entre la estratosfera y la mesosfera se denomina estratopausa, mientras que la zona entre la mesosfera y la termosfera se llama mesopausa.
La mesosfera se caracteriza principalmente por la temperatura tan baja que se produce allí, que está relacionada directamente con la altitud: mientras se esté a una altura más elevada, menor será la temperatura. Su importancia radica en que esta capa actúa como protectora de la Tierra ante la desintegración de formaciones rocosas.
La destrucción de diversas formaciones en la mesosfera (como meteoritos y partículas de menor tamaño) permite la entrada de polvo atmosférico, que interviene en el desarrollo de núcleos de condensación para las nubes mesosféricas polares o nubes noctilucentes, que se producen a una altura mayor a las nubes ordinarias.
Además de la generación de las nubes mesosféricas polares, también se produce el fenómeno de los rayos duende, cuyo origen continúa considerándose un misterio.
De igual manera, en esta capa se producen las llamadas estrellas fugaces, que no son más que destellos de luz producto de meteoritos o formaciones rocosas que fueron desintegradas gracias a la fuerza de fricción.
La mesosfera ha sido la capa de la atmósfera que menos se ha explorado y estudiado, debido a que su altitud es muy elevada y no permite el tránsito de aeronaves como aviones o globos aerostáticos, y a la vez es muy baja para que satélites artificiales puedan orbitar en esta.
Lo poco que se ha podido descubrir de esta capa de la atmósfera se ha logrado observar a través de exploración y estudio mediante cohetes de sondeo, pero la permanencia de estos dispositivos ha debido ser muy limitada.
Sin embargo, desde 2017 la NASA ha trabajado en un dispositivo que permitirá el estudio de la mesosfera. Este artefacto es conocido como Lidar (Light detection and ranging) de sodio.
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La principal característica de la mesosfera es que es la capa de la atmosfera terrestre más fría, y baja más la temperatura a medida que va aumentando su altitud.
El enfriamiento excesivo de esta capa por la baja temperatura en su parte superior —junto con otros factores que afectan a las diversas capas de la atmósfera— representa un indicador de cómo está evolucionando el cambio climático.
Esta capa se extiende aproximadamente desde 50 hasta 85 kilómetros de altura, y su espesor aproximado es de 35 km; no obstante, a pesar de su amplia extensión representa solo el 0,1 % de la masa total de la atmósfera.
En esta capa se presentan vientos zonales que se caracterizan por su componente este-oeste; este elemento indica la dirección que siguen. Además, también están presentes las mareas atmosféricas y las ondas de gravedad.
La mesosfera es la menos densa de las capas de la atmósfera y sería imposible respirar en esta; además, la presión es demasiado baja, así que en caso de estar sin un traje espacial, la sangre y los líquidos del cuerpo se hervirían.
La mesosfera se considera misteriosa por el poco acceso que se ha tenido a su estudio, y también por el hecho de que en esta tienen lugar diversos fenómenos naturales que son bastante llamativos.
Nubes noctilucentes
En la mesosfera se producen diversos fenómenos naturales muy particulares. Ejemplo de ello son las nubes noctilucentes, que son aquellas que se caracterizan por su color azul eléctrico y se pueden visualizar desde los polos norte y sur.
Estas nubes se crean cuando un meteorito impacta en la atmósfera y libera una estela de polvo, a la cual se adhiere el vapor de agua congelado de las nubes.
Las nubes noctilucentes o nubes mesosféricas polares se producen mucho más arriba que las nubes ordinarias, a unos 80 km de altura, mientras que las nubes comunes se observan a un nivel mucho más bajo, en la troposfera.
Estrellas fugaces
En la mesosfera se producen las estrellas fugaces, cuyos avistamientos han sido siempre muy preciados por las personas.
Estas “estrellas” se producen gracias a la desintegración de meteoritos, que se produce por la fricción con el aire de la atmósfera y hace que estos liberen destellos de luz.
Rayos duende
Otro fenómeno que se produce en esta capa de la atmósfera son los llamados rayos duende, cuyo origen continúa siendo de difícil entendimiento aunque estos hayan sido descubiertos a finales del siglo XIX y expuestos en 1925 por Charles Wilson.
Estos rayos, generalmente de color rojizo, se producen en la mesosfera y se pueden observar muy lejanos a las nubes. Aún no se conoce qué los provoca y su diámetro puede alcanzar decenas de kilómetros.
MTI
En la mesosfera también suele ocurrir un evento conocido como MTI (siglas en inglés que se traducen como inversiones de temperatura mesosférica), que desplaza la característica fundamental de esta capa (la disminución de temperatura con el aumento en la altitud). En este caso, a mayor altitud hay mayor temperatura.
Durante un tiempo científicos plantearon que las ondas de gravedad eran responsables de este suceso; sin embargo, tras estudios realizados en la ciudad de Ahmedabad se descubrió que las ondas de gravedad no tienen tanta incidencia.
Se ha determinado que este fenómeno se debe a reacciones químicas que liberan calor luego de que la radiación solar impacta a elementos atmosféricos.
La composición química de los gases de la mesosfera es muy similar a la de la troposfera en cuanto a proporción. En la troposfera el aire se conforma en su mayoría por nitrógeno (78 %), 21 % de oxígeno y 1 % de vapor de agua y dióxido de carbono; esta capa es la más densa de la atmósfera.
De manera contraria, la mesosfera es la capa menos densa y su aire es muy liviano. Los gases en esta son poco densos, pero presenta una mayor concentración de ozono y menor nivel de vapor de agua.
Como en esta capa se desintegra la mayoría de las formaciones rocosas que impactan la atmósfera, en la mesosfera quedan residuos de dichas formaciones y allí se genera una concentración relativamente alta de hierro y otros átomos metálicos.
Como hemos mencionado anteriormente, la mesosfera es la capa con la temperatura más baja. Su temperatura desciende en la medida en que se avanza en esta capa; es decir, mientras más elevado se esté, más fría será. De hecho, el punto más frío se alcanza en la mesopausa, la capa transitoria entre la mesosfera y la termosfera.
En países que se encuentran al norte, donde la temperatura suele ser baja, es muy común que se observen nubes noctilucentes. Esto es así porque en dichas zonas la temperatura de la atmósfera en general es más baja, entonces la mesósfera presenta temperaturas aún más frías.
La baja de temperatura que se produce en esta capa se debe a que allí hay muy pocas moléculas de gas que puedan absorber los rayos solares y permitan que se mantenga la calidez en el aire. La temperatura más baja que se alcanza en esta capa es de aproximadamente – 110 °C.
Igualmente, la disminución de la temperatura se debe a la emisión de dióxido de carbono, que tiene un efecto de enfriamiento; en la mesosfera el dióxido de carbono es responsable del enfriamiento, aunque también irradia calor al espacio.
La parte menos fría de la mesosfera es la capa transitoria entre esta y la estratosfera: la estratopausa. Esto es así porque el poco calor que puede encontrarse en la mesosfera proviene de la estratosfera, por eso su temperatura baja de acuerdo con la altitud y el punto más frío es donde esta capa termina.
La principal función de la mesosfera es que protege a la Tierra de las formaciones rocosas (como meteoritos) que invaden la atmósfera. Cualquier meteorito que la atraviese será desintegrado por la fuerza de fricción que se produce con el aire de esta capa antes de que traspase las capas restantes e impacte la Tierra.
Si el meteorito desintegrado posee un tamaño considerablemente grande, después de la desintegración del mismo se podrán observar los destellos de luz generados por esta reacción. Esto es lo que se conoce como estrella fugaz.
La desintegración en la mesosfera de meteoritos de gran tamaño y formaciones más pequeñas genera la entrada de toneladas de polvo atmosférico. Esto tiene incidencia en la química de dicha capa y contribuye al desarrollo de los núcleos de condensación de las nubes mesosféricas polares.
Por otra parte, la mesosfera también protege de la radiación solar ultravioleta. Vale acotar que esta función se atribuye en mayor medida a la estratosfera, pues esta capa protege con más intensidad.
La mesosfera funciona como un freno aerodinámico para las naves espaciales que se encuentran de regreso a la Tierra.
En esta capa suelen generarse fuertes turbulencias gracias a la baja densidad que presenta su aire en comparación con el de las diferentes capas que conforman la atmósfera terrestre.
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