Poiché l'atmosfera è uno strato sottile rispetto alle dimensioni della terra, affronta problemi più gravi dell'attività umana rispetto ad altri componenti del pianeta. È una miscela di molti gas ma la sua composizione sta cambiando. Se i cambiamenti continuano, i problemi dell'atmosfera terrestre possono avere conseguenze negative per tutta la vita, ma in particolare per la nostra civiltà complessa ed energivora.

Gas a effetto serra

L'atmosfera è principalmente fatta di azoto e ossigeno ma contiene circa lo 0,04% di anidride carbonica. Questa piccola quantità di anidride carbonica lascia passare la luce solare attraverso l'atmosfera, ma intrappola il calore prodotto dalla luce solare quando colpisce la superficie della terra. Produciamo anidride carbonica quando bruciamo combustibili fossili come petrolio e gas e l'anidride carbonica aggiunta aumenta la quantità di calore intrappolato. L'anidride carbonica agisce come il vetro in una serra, riscaldando la terra. L'anidride carbonica e alcuni altri gas che agiscono allo stesso modo, come il metano, sono chiamati gas serra e aiutano a causare il riscaldamento globale.

Altri gas

Un secondo problema che l'atmosfera affronta è la contaminazione da altri gas nocivi. Oltre al biossido di carbonio, le fabbriche e le centrali elettriche producono zolfo e ossidi di azoto. Questi inquinanti entrano nell'atmosfera attraverso ciminiere, ventilatori di scarico ed evaporazione, e l'atmosfera li distribuisce in tutto il mondo. Quando la contaminazione locale è grave, può causare disturbi respiratori e condizioni aggravanti come l'asma e causare la pioggia acida. Negli Stati Uniti, l'Agenzia per la protezione dell'ambiente ha costretto le industrie a ridurre le emissioni di gas nocivi, ma alcuni altri paesi continuano a inquinare in modo estensivo.

Strato di ozono

Uno degli strati superiori dell'atmosfera, la stratosfera, situata da 10 miglia a 30 miglia di altezza, contiene ozono, che assorbe la maggior parte dei dannosi raggi ultravioletti dal sole. Se tutti questi raggi penetrassero nell'atmosfera e raggiungessero la superficie della terra, danneggerebbero le piante, causerebbero mutazioni e darebbero alla pelle il cancro della pelle. Alcuni prodotti chimici, in particolare i refrigeranti come i clorofluorocarburi, possono salire nella stratosfera e ridurre la quantità di ozono interagendo chimicamente con essa. Quando c'è meno ozono, più raggi ultravioletti penetrano nell'atmosfera e raggiungono il suolo. Questo problema è meno grave ora che l'uso di clorofluorocarburi nella refrigerazione e nell'aria condizionata è limitato.

Particelle

La contaminazione dell'atmosfera con polvere e particelle è un problema serio, sia a livello locale che internazionale. I processi industriali e le esplosioni possono rilasciare particelle nocive nell'atmosfera, depositando la polvere su vaste aree e poi diffondendola in tutto il mondo quando raggiunge l'atmosfera superiore. Ciò è di particolare interesse quando i venti diffondono pesticidi, radioattività o altro materiale pericoloso. La contaminazione da pesticidi è stata trovata nell'artico e la radioattività da incidenti nucleari, come Chernobyl e Fukushima, si è diffusa su vaste aree.