Warstwa atmosfery, w której znika grawitacja, to egzosfera. Atmosfera to warstwa gazów otaczająca Ziemię; spełnia różne funkcje, zawiera niezbędny do życia tlen, chroni przed promieniami słonecznymi i czynnikami zewnętrznymi, takimi jak meteoryty i asteroidy.
Atmosfera składa się głównie z azotu, ale składa się również z tlenu i ma bardzo małe stężenie innych gazów, takich jak para wodna, argon i dwutlenek węgla.
Chociaż może się to nie wydawać, powietrze jest ciężkie, a powietrze w górnych warstwach wypycha powietrze w dolnych warstwach, powodując większą koncentrację powietrza w dolnych warstwach.
Zjawisko to nazywane jest ciśnieniem atmosferycznym. Wyżej w atmosferze staje się mniej gęsty.
Oznaczanie końca atmosfery na wysokości około 10 000 km. To, co jest znane jako Linia Karmana.
Warstwy atmosfery
Atmosfera jest podzielona na pięć warstw: troposferę, stratosferę, mezosferę, termosferę i egzosferę.
Troposfera to warstwa, która znajduje się między powierzchnią ziemi na wysokości od 10 do 15 km i jest jedyną warstwą atmosfery, która umożliwia rozwój życia i gdzie zachodzą zjawiska meteorologiczne.
Stratosfera to warstwa, która rozciąga się od 10-15 km wysokości do 40-45 km. W tej warstwie znajduje się warstwa ozonowa na wysokości około 40 km, która chroni nas przed szkodliwymi promieniami słońca.
Mezosfera jest najcieńszą warstwą atmosfery, która rozciąga się na wysokość 85-90 km. Ta warstwa jest bardzo ważna, ponieważ to ona spowalnia małe meteoryty, które uderzają o ziemskie niebo.
Termosfera to najszersza warstwa atmosfery, której temperatura może dochodzić do tysięcy stopni Celsjusza, jest wypełniona materiałami naładowanymi energią słoneczną.
Egzosfera to warstwa najbardziej oddalona od powierzchni Ziemi. Rozciąga się od 600-800 km do 9 000-10 000.
Koniec egzosfery nie jest dobrze określony, ponieważ w tej stykającej się z przestrzenią kosmiczną warstwie atomy uciekają, co bardzo utrudnia ich ograniczenie. Temperatura w tej warstwie praktycznie się nie zmienia, a właściwości fizykochemiczne powietrza tutaj zanikają.
Egzosfera: warstwa, w której znika grawitacja
Egzosfera to strefa tranzytowa między atmosferą a przestrzenią kosmiczną. Tutaj orbitujące wokół biegunów satelity meteorologiczne są zawieszone w powietrzu. Znajdują się w tej warstwie atmosfery, ponieważ efekt grawitacji prawie nie istnieje.
Gęstość powietrza jest prawie nieistotna również ze względu na jego niską grawitację, a atomy uciekają, ponieważ grawitacja nie wypycha ich w kierunku powierzchni ziemi.
W egzosferze występuje również przepływ lub plazma, która z zewnątrz wygląda jak Pasy Van Allena.
Egzosfera składa się z materiałów plazmowych, w których jonizacja cząsteczek tworzy pole magnetyczne, dlatego jest również nazywana magnetosferą.
Chociaż w wielu miejscach nazwy egzosfera lub magnetosfera są używane zamiennie, należy dokonać rozróżnienia między nimi. Obie zajmują to samo miejsce, ale magnetosfera jest zawarta w egzosferze.
Magnetosfera powstaje w wyniku interakcji magnetyzmu ziemskiego i wiatru słonecznego i chroni Ziemię przed promieniowaniem słonecznym i promieniami kosmicznymi.
Cząstki są odchylane w kierunku biegunów magnetycznych, co powoduje zorzę polarną i południową. Magnetosfera jest wywoływana przez pole magnetyczne wytwarzane przez żelazne jądro ziemi, które zawiera materiały naładowane elektrycznie.
Prawie wszystkie planety w Układzie Słonecznym, z wyjątkiem Wenus i Marsa, mają magnetosferę, która chroni je przed wiatrem słonecznym.
Gdyby magnetosfera nie istniała, promieniowanie słoneczne dotarłoby do powierzchni, powodując utratę wody na planecie.
Pole magnetyczne wytwarzane przez magnetosferę sprawia, że cząsteczki powietrza lżejszych gazów mają wystarczającą prędkość, aby uciec w przestrzeń kosmiczną.
Ponieważ pole magnetyczne, na które są narażone, zwiększa ich prędkość, a siła grawitacji ziemi nie wystarcza, aby zatrzymać te cząstki.
Dzięki braku efektu grawitacji cząsteczki powietrza są bardziej rozproszone niż w innych warstwach atmosfery. Dzięki mniejszej gęstości zderzenia między cząsteczkami powietrza są znacznie rzadsze.
Dlatego cząsteczki, które są w najwyższej części, mają większą prędkość i mogą uciec przed grawitacją ziemi.
Aby podać przykład i ułatwić zrozumienie, w górnych warstwach egzosfery, gdzie temperatura wynosi około 700ºC. Atomy wodoru poruszają się średnio z prędkością 5 km na sekundę.
Ale są obszary, w których atomy wodoru mogą osiągnąć 10,8 km / s, czyli prędkość niezbędną do pokonania grawitacji na tej wysokości.
Ponieważ prędkość zależy również od masy cząsteczek, im większa masa, tym niższa prędkość, którą będą miały, a w górnej części egzosfery mogą znajdować się cząstki, które nie osiągają prędkości niezbędnej do ucieczki przed ziemską grawitacją, mimo że są graniczący z przestrzenią kosmiczną.
Bibliografia
- DUNGEY, JW Struktura egzosfery czyli przygody w przestrzeni prędkości. Geophysics, The Earth's Environment, 1963, t. 503.
- SINGER, SF Struktura egzosfery Ziemi. Journal of Geophysical Research, 1960, t. 65, nr 9, s. 2577-2580.
- BRICE, Neil M. Masowy ruch magnetosfery. Journal of Geophysical Research, 1967, t. 72, nr 21, s. 5193-5211.
- SPEISER, Theodore Wesley. Trajektorie cząstek w arkuszu prądu modelowego, oparte na otwartym modelu magnetosfery, z zastosowaniami do cząstek zorzy polarnej. Journal of Geophysical Research, 1965, t. 70, nr 7, s. 1717-1728.
- DOMINGUEZ, Hector. Nasza atmosfera: jak rozumieć zmiany klimatyczne. Książki LD, 2004.
- SALVADOR DE ALBA, Angel. Wiatr w górnych warstwach atmosfery i jego związek ze sporadyczną warstwą E. Uniwersytet Complutense w Madrycie, Publications Service, 2002.
- LAZO, Witamy; CALZADILLA, Alexander; ALAZO, Katy. Układ dynamiczny wiatru słonecznego-magnetosfery-jonosfery: charakterystyka i modelowanie. Nagroda Akademii Nauk Kuby, 2008.