Peso da atmosfera da Terra: quanto pesa o ar que nos cerca?

O peso da atmosfera da Terra é de aproximadamente 5,3 quintilhões de quilos, uma massa tão grande que é quase impossível de imaginar. Essa camada de gases exerce sobre o solo a pressão atmosférica que sentimos a todo momento. Neste texto, você entende de que é feito o ar, como sua massa se distribui pelo céu e por que ele não nos esmaga.

Para entender o que é a atmosfera da Terra e como ela é composta, é útil começar pelo básico: trata-se de um envelope gasoso que gira junto com o planeta e é mantido ali pela gravidade.

Qual é o peso da atmosfera da Terra em números?

O valor de 5,3 quintilhões de quilos corresponde a 5,3 × 10¹⁸ kg. Como um número desse tamanho é difícil de imaginar, uma comparação ajuda: a atmosfera representa menos de uma parte por milhão da massa total do planeta. Ou seja, apesar de sua massa enorme, o ar forma uma camada muito fina em relação ao corpo da Terra.

Esse peso não fica «parado» no alto. Ele é sustentado pela própria gravidade, que puxa os gases em direção ao solo e os mantém concentrados perto da superfície. Por isso, a maior parte do ar está nas camadas mais baixas.

Como o peso da atmosfera se distribui pelas camadas

A atmosfera não tem a mesma densidade do chão ao espaço. Quanto mais alto, mais rarefeito é o ar, e a maior parte de sua massa se concentra em um intervalo de cerca de 1.000 km a partir da superfície.

Isso acontece porque o ar pode ser comprimido: as camadas de baixo suportam o peso das que estão acima, e por isso a densidade cai rapidamente com a altitude. Quem sobe uma montanha costuma sentir a diferença na respiração, já que há menos moléculas de ar em cada volume.

Os cientistas dividem a atmosfera em cinco camadas principais, de acordo com a altitude e o comportamento da temperatura e dos gases:

De que gases é feito o ar que respiramos?

O ar seco é uma mistura de gases. Em volume, o nitrogênio responde por 78,09% e o oxigênio por 20,95%. O argônio aparece em seguida, com 0,93%. Em massa, as proporções mudam um pouco, porque cada gás tem um peso molecular diferente: o nitrogênio representa 75,45% do peso, o oxigênio 23,14% e o argônio 1,29%.

O restante é formado por dióxido de carbono, néon, hélio, ozônio, hidrogênio e vestígios de outros elementos. Esses componentes aparecem em quantidades muito pequenas, mas alguns deles têm papel fundamental no clima e na vida.

Por que a atmosfera não nos esmaga?

Se o ar pesa tanto, por que não somos achatados? A resposta está na forma como a pressão se comporta. Ao nível do mar, a atmosfera exerce cerca de 10 toneladas de força sobre cada metro quadrado de superfície, o que corresponde a uma pressão de aproximadamente 101 mil pascals.

A pressão não age em uma só direção. Ela empurra para baixo, para os lados e também para cima, com a mesma intensidade. Essa ideia é a base do que se costuma chamar de princípio de Pascal, formulado pelo físico francês Blaise Pascal, segundo o qual a pressão em um fluido se transmite igualmente em todas as direções.

Pressão em todas as direções

Simplificando: a força do ar que empurra o corpo para dentro é equilibrada pela força dos líquidos e gases que existem dentro do nosso organismo, que empurram para fora. Tudo fica em equilíbrio, e por isso não sentimos a pressão como um peso esmagador.

Uma bola de borracha cheia ajuda a visualizar o efeito. O ar lá dentro empurra a parede igualmente em todos os lados, e é por isso que ela mantém a forma. Com o corpo acontece algo parecido, pois os líquidos e gases internos respondem à pressão de fora.

Esse equilíbrio também explica por que sentimos desconforto quando a pressão muda de forma rápida, como em uma subida de montanha ou em uma descida de avião, e por que o corpo precisa de tempo para se ajustar.

Experiências simples para sentir a pressão do ar

Crianças costumam entender melhor o tema quando podem testar com as próprias mãos. A experiência do copo com cartão é uma das mais conhecidas e usa apenas materiais de casa. Vale também consultar outras ideias de experiências de ciências para fazer em casa que mostram a força do ar.

1. Encha um copo de vidro até a borda com água.
2. Cubra a boca do copo com um cartão firme, segurando-o com a mão.
3. Segure o cartão e vire o copo de cabeça para baixo, sobre a pia.
4. Solte a mão devagar: o cartão continua no lugar e a água não cai.

Para explorar outro tipo de força, o vídeo do Laboratório de Ciências sobre o princípio da ação e reação pode ser usado como complemento depois da experiência.

Como explicar o peso do ar para crianças e alunos

Uma boa forma de começar é perguntar: «Você acha que o ar pesa alguma coisa?». Muitas crianças acham que não. Depois, peça que elas comparem a sensação de carregar uma mochila vazia com a de carregar uma cheia, e mostre que o ar, mesmo invisível, também tem massa.

Depois da experiência, proponha uma pergunta de previsão: o que aconteceria se o copo tivesse um furo na lateral? Deixe que as crianças deem hipóteses e testem em seguida. Esse ciclo de pergunta, previsão e observação é o que sustenta o aprendizado de ciências.

Para ampliar a conversa sobre as camadas do planeta, a leitura sobre a crosta, as rochas e as camadas da Terra ajuda a criança a perceber que a Terra é organizada em partes, da superfície ao núcleo, assim como o céu se divide em camadas acima dela.