L'aria che respiriamo è costituita da un miscuglio di gas e di particelle solide e liquide. La sua composizione non è costante, infatti, può variare da luogo a luogo e nel corso del tempo. Se si prescinde dal vapore acqueo, dal pulviscolo atmosferico e da altri componenti variabili, si trova che la composizione dell’aria è praticamente costante. L'azoto e l'ossigeno, rispettivamente pari al 78% e al 21% in volume, sono i due componenti principali dell'atmosfera. L'azoto è un gas incolore, inodore e inerte, in quanto non partecipa ai processi vitali, a differenza dell'ossigeno, necessario per la respirazione degli esseri viventi. L'ossigeno non era in origine presente nell’atmosfera, si è, infatti, formato solo dopo la comparsa degli organismi fotosintetici 2,5 miliardi di anni fa.

Il restante 1% è costituito da:

• argon, pari allo 0,93% in volume, gas inerte come l'azoto;
• anidride carbonica (CO₂), pari allo 0,04%, di origine naturale e antropogenica (ovvero generata dalle attività svolte dall'uomo, come ad esempio i processi di combustione), svolge un ruolo chiave nell’effetto serra;
• altri gas quali metano, neon, kripton, xenon, idrogeno, ed altri ancora, che nell'insieme costituiscono solo lo 0,03% in volume dell'atmosfera.

Uno di componenti più importanti dell’atmosfera è il vapore acqueo, che deriva dall’evaporazione delle acque di laghi, mari e fiumi. Oltre a essere all’origine di nubi e precipitazioni, come l’anidride carbonica, il vapore acqueo ha la capacità di assorbire l’energia termica irradiata dalla Terra. Per saperne di più visita la sezione cambiamenti climatici. La quantità di vapore acqueo presente nell’aria può variare da quasi zero fino a un massimo di circa il 4% in volume.

Il pulviscolo atmosferico

Il pulviscolo atmosferico è costituito da particelle microscopiche solide e liquide presenti in quantità ridotte e caratterizzate da dimensioni, caratteristiche fisiche e chimiche variabili. Il pulviscolo può essere di origine biologica, come pollini e spore, generalmente frutto dei processi biologici; di origine geologica (ad esempio il particolato proveniente dalle eruzioni vulcaniche o dai fenomeni di erosione); di origine umana, come le polveri sottili prodotte dai gas di scarico delle automobili.

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Aria per la vita

L’atmosfera è una componente essenziale per la vita sulla Terra, poiché contiene l’ossigeno necessario alla respirazione degli organismi viventi. Inoltre, funziona da filtro delle radiazioni nocive provenienti dal Sole, riflettendole e impedendo loro di raggiungere il suolo, e consente alla superficie terrestre di mantenere una temperatura adatta alla vita di piante ed animali. L’atmosfera è anche la sede dei principali fenomeni meteorologici (vento, pioggia, neve, ecc.), che nel loro insieme costituiscono il clima. 

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Lo studio dell’atmosfera

I primi studi scientifici sulla composizione atmosferica iniziarono nel XVIII secolo. La natura dell’aria, infatti, è rimasta un mistero per molto tempo e solo dopo il 1770 Joseph Priestley (1733-1804), noto per i suoi studi pionieristici sull’atmosfera, dimostrò che l’aria contiene qualcosa di indispensabile per la vita degli animali, l’ossigeno, che verrà chiamato così da Lavoisier qualche anno dopo la sua scoperta. Priestley scoprì anche che gli animali e gli uomini “consumano aria” e che le piante riescono a rinnovarla e purificarla.

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