El aire contiene aproximadamente un 78% de nitrógeno y un 21% de oxígeno independientemente de la altitud (hasta 100 km). ¿Por qué es esto? ¿No debería aumentar la concentración de nitrógeno con altitudes más altas ya que el nitrógeno tiene una densidad menor que el oxígeno?
¿No debería aumentar la concentración de nitrógeno con altitudes más altas ya que el nitrógeno tiene una densidad menor que el oxígeno?
No, no debería, al menos no hasta unos 100 km más o menos. Mira tu gráfico, que muestra que incluso el argón está bien mezclado en toda la atmósfera inferior (la troposfera, estratosfera y mesosfera). Los átomos de argón son considerablemente más masivos que las moléculas de dióxido de carbono, que a su vez son considerablemente más masivas que las moléculas de oxígeno y nitrógeno, y sin embargo, todos estos (junto con todos los gases de larga vida en la atmósfera) están bien mezclados en la atmósfera inferior.
La razón es que la atmósfera inferior es lo suficientemente densa como para soportar la turbulencia mientras que la atmósfera superior no lo es. La turbopausa marca el límite algo difuso por debajo del cual la mezcla turbulenta domina sobre la difusión y por encima del cual es la difusión la que domina.
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¿Por qué crees que no lo es? ¿La imagen no es muy precisa, verdad?
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Porque hay grandes términos de mezcla de, por ejemplo, corrientes ascendentes, sistemas meteorológicos, etc.
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Al igual que Ilja, dudo de la precisión de esos gráficos; ten en cuenta que O$_2$ es solo un 10% más pesado que N$_2$ (y este gradiente está luchando contra fuerzas entrópicas), por lo que no esperarías una gran diferencia en ningún caso.
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Las moléculas de aire sólo amplían su brecha entre sí a medida que la altitud aumenta.
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¿De dónde proviene ese gráfico?
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@SeanLake: Aparentemente es wordpress.mrreid.org/2014/08/01/… Ten en cuenta que en este gráfico la ordenada es la composición en porcentaje y que el total cae por debajo del 100% a unos 100 km. Eso significa que nuestra atmósfera es algo más que nitrógeno molecular, oxígeno molecular, argón y otras especies rastreables por encima de los 100 km. El autor de esa publicación en el blog utilizó el modelo NASA MSIS E-90 (hay otros) como base para su gráfico.