Det lag af atmosfæren, hvor tyngdekraften forsvinder, er eksosfæren. Atmosfæren er det lag af gasser, der omgiver Jorden; det udfører forskellige funktioner, indeholder ilt, der er nødvendigt for livet, beskytter mod solstråler og eksterne midler såsom meteoritter og asteroider.
Sammensætningen af atmosfæren er for det meste nitrogen, men den består også af ilt og har en meget lille koncentration af andre gasser såsom vanddamp, argon og kuldioxid.
Selvom det måske ikke ser ud som det, er luften tung, og luften i de øverste lag skubber luften i de nedre lag, hvilket medfører en større koncentration af luft i de nedre lag.
Dette fænomen kaldes atmosfærisk tryk. Højere op i atmosfæren bliver det mindre tæt.
Markering af grænsen for slutningen af atmosfæren omkring 10.000 km høj. Hvad der er kendt som Karman Line.
Lag af atmosfæren
Atmosfæren er opdelt i fem lag, troposfæren, stratosfæren, mesosfæren, termosfæren og eksosfæren.
Troposfæren er det lag, der er placeret mellem jordoverfladen op til en højde på mellem 10 og 15 km. Det er det eneste lag i atmosfæren, der tillader udvikling af liv, og hvor meteorologiske fænomener forekommer.
Stratosfæren er det lag, der strækker sig fra 10-15 km i højden til 40-45 km. I dette lag er ozonlaget i en højde af ca. 40 km, og det er det, der beskytter os mod de skadelige solstråler.
Mesosfæren er det tyndeste lag i atmosfæren, der strækker sig op til en højde på 85-90 km høj. Dette lag er meget vigtigt, da det er det, der bremser de små meteoritter, der går ned mod den jordiske himmel.
Termosfæren er det bredeste lag i atmosfæren, med en temperatur, der kan nå tusinder af grader Celsius, den er fyldt med materialer, der er fyldt med solens energi.
Eksosfæren er det lag, der er længst væk fra jordens overflade. Dette strækker sig fra 600-800 km til 9.000-10.000.
Enden på eksosfæren er ikke veldefineret, da atomerne i dette lag, der er i kontakt med det ydre rum, slipper ud, hvilket gør deres begrænsning meget vanskelig. Temperaturen i dette lag varierer praktisk taget ikke, og de fysisk-kemiske egenskaber i luften her forsvinder.
Exosphere: det lag, hvor tyngdekraften forsvinder
Eksosfæren er transitzonen mellem atmosfæren og det ydre rum. Her er de polar-kredsende meteorologiske satellitter ophængt i luften. De findes i dette lag af atmosfæren, da tyngdekraftseffekten næsten ikke findes.
Lufttætheden er næsten ubetydelig også på grund af dens lave tyngdekraft, og atomer slipper ud, da tyngdekraften ikke skubber dem mod jordoverfladen.
I eksosfæren er der også strømmen eller plasmaet, der udefra ligner Van Allen Bælterne.
Eksosfæren består af plasmamaterialer, hvor ioniseringen af molekylerne danner et magnetfelt, hvorfor det også kaldes magnetosfæren.
Selv om mange steder navnet exosphere eller magnetosphere bruges om hverandre, skal der sondres mellem de to. De to indtager det samme sted, men magnetosfæren er indeholdt i eksosfæren.
Magnetosfæren dannes af samspillet mellem jordens magnetisme og solvinden og beskytter jorden mod solstråling og kosmiske stråler.
Partiklerne afbøjes mod magnetpolerne, der forårsager nord- og sydlys. Magnetosfæren er forårsaget af magnetfeltet produceret af jernkernen i jorden, som har elektrisk ladede materialer.
Næsten alle planeter i solsystemet, med undtagelse af Venus og Mars, har en magnetosfære, der beskytter dem mod solvinden.
Hvis magnetosfæren ikke eksisterede, ville solens stråling nå overfladen og forårsage tab af planetens vand.
Det magnetiske felt dannet af magnetosfæren gør, at luftpartiklerne i de lettere gasser har en tilstrækkelig hastighed til at flygte ud i det ydre rum.
Da det magnetiske felt, som de udsættes for, øger deres hastighed, og jordens tyngdekraft er ikke nok til at stoppe disse partikler.
Ved ikke at lide effekten af tyngdekraften spredes luftmolekyler mere end i andre lag i atmosfæren. Ved at have en lavere densitet er kollisionerne, der opstår mellem luftmolekyler, meget sjældnere.
Derfor har molekylerne, der er i den højeste del, større hastighed og kan flygte fra jordens tyngdekraft.
For at give et eksempel og gøre det lettere at forstå i de øverste lag af eksosfæren, hvor temperaturen er omkring 700 ºC. brintatomer har i gennemsnit en hastighed på 5 km pr. sekund.
Men der er områder, hvor brintatomer kan nå 10,8 km / s, hvilket er den hastighed, der er nødvendig for at overvinde tyngdekraften i denne højde.
Da hastigheden også afhænger af molekylenes masse, jo større masse er, jo lavere er hastigheden vil de have, og der kan være partikler i den øverste del af eksosfæren, som ikke når den nødvendige hastighed til at undslippe Jordens tyngdekraft, på trods af at grænser op til det ydre rum.
Referencer
- DUNGEY, JW Eksosfærens struktur eller eventyr i hastighedsområdet. Geofysik, Jordens miljø, 1963, vol. 503.
- SINGER, SF Opbygning af jordens eksosfære. Journal of Geophysical Research, 1960, bind. 65, nr. 9, side. 2577-2580.
- BRICE, Neil M. Magnetkugleens store bevægelse. Journal of Geophysical Research, 1967, bind. 72, nr. 21, s. 5193-5211.
- SPEISER, Theodore Wesley. Partikelbaner i et modelstrømsark, baseret på magnetosfærens åbne model, med anvendelser til urorale partikler. Journal of Geophysical Research, 1965, vol. 70, nr. 7, side. 1717-1728.
- DOMINGUEZ, Hector. Vores atmosfære: hvordan man kan forstå klimaforandringer. LD Books, 2004.
- SALVADOR DE ALBA, Angel. Vinden i den øvre atmosfære og dens forhold til det sporadiske E-lag. Complutense Madrid-universitetet, Publikationstjeneste, 2002.
- LAZO, Velkommen; CALZADILLA, Alexander; ALAZO, Katy. Solar Wind-Magnetosphere-Ionosphere Dynamic System: Karakterisering og modellering. Pris fra Cuba Academy of Sciences, 2008.