¿Por qué la atmósfera es transparente en el espectro visible?

Una de las grandes 'coincidencias' en física es que el Sol brilla más intensamente exactamente en las longitudes de onda que nuestros ojos pueden ver; es una explicación fácil de que nuestros ojos evolucionaron para aprovechar al máximo lo que estaba disponible.

Sin embargo, esta ventana espectral es también una de las pocas en las que nuestra atmósfera es transparente , con la dispersión de Rayleigh y la capa de ozono protegiéndonos de los rayos UV y la fuerte absorción de vapor de agua en el IR hasta muy dentro del rango de radio.

Mi pregunta es: ¿es esto una coincidencia? ¿Hubo factores geológicos que lo hicieron así? ¿O es solo una suerte de casualidad? (También noté que otros planetas en nuestro vecindario no tuvieron tanta suerte). ¿O si la absorción atmosférica hubiera sido diferente, nuestros ojos se habrían sintonizado con cualquier ventana espectral que fuera más brillante en su conjunto?

Bastante seguro de que es la última opción que eligió: ¡vemos en el espectro "visible" porque hay mucho alrededor!
¿Puedo sugerirle que considere una etiqueta de biofísica para esta pregunta?
La atmósfera fue creada por especies vivas que se adaptarían al medio ambiente. las especies se adaptan al medio ambiente pero también lo afectan. La respuesta de Kostya muestra que gran parte de la absorción la realiza el vapor de agua (y el oxígeno), que se produce principalmente a partir de seres vivos. Y la atmósfera y el sol alguna vez fueron parte de la misma nebulosa. Otros planetas no estaban en la zona de los "ricitos de oro", donde el agua podría ser razonablemente gaseosa, líquida y sólida en el mismo planeta. Entonces, la atmósfera necesita vida, que necesita la atmósfera/agua, que se relaciona con la intensidad del Sol.

Respuestas (2)

Los gases solo pueden dispersar la luz con fuerza si coincide con una transición cuántica (la dispersión de Rayleigh no implica transiciones cuánticas, pero es relativamente débil). Las transiciones cuánticas pueden ser rotacionales, vibratorias o electrónicas (estrictamente hablando, las transiciones rotacionales y vibratorias suelen combinarse). Las transiciones rotacionales/vibratorias tienen una energía que generalmente está en el rango IR (razón por la cual el CO 2 dispersa la luz IR) y las transiciones electrónicas tienen energías en el rango UV (razón por la cual el ozono dispersa los rayos UV). Así que hay una brecha en el rango visible. Tu dices:

También noté que otros planetas en nuestro vecindario no tuvieron tanta suerte.

pero suponiendo que esté hablando de Venus, Júpiter, Titán, etc., la dispersión proviene de partículas, no de gases. Después de todo, la atmósfera de la Tierra no es particularmente transparente en un día nublado.

Es una coincidencia que la luz del Sol alcance su punto máximo en la región visible. Se han encontrado planetas alrededor de todo tipo de estrellas, y si la estrella es más fría o más caliente que el Sol, su espectro alcanzará su punto máximo en una longitud de onda diferente. Sin embargo, puede que no sea una coincidencia que evolucionamos en un planeta cuya luz estelar alcanza su punto máximo en las longitudes de onda visibles. Después de todo, si no fuera así, la vida en la Tierra probablemente sería diferente y probablemente estaríamos aquí.

No veo el hecho de que los picos de luz de este Sol en la región visible sean una coincidencia. Creo firmemente que la selección natural favoreció a aquellos organismos que eran más capaces de reaccionar a esta radiación. Es un hecho, y la evolución una consecuencia de eso, no una coincidencia.

Mirando esta trama bastante popular (debido al debate climático):
Y, teniendo en cuenta que la escala horizontal es logarítmica. Yo diría que no es una gran coincidencia.

¿Por qué la atmósfera es transparente en el espectro visible?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v