Eksosfære er, egenskaper, sammensetning, funksjoner

Hva er eksosfæren?

De eksosfære Det er det ytterste laget av atmosfæren til en planet eller en satellitt, som utgjør den øvre grensen eller grensen til det ytre rom. På planeten jorden strekker dette laget seg over termosferaen (eller ionosfæren), fra 500 km høyt på jordens overflate.

Den terrestriske eksosfæren har omtrent 10.000 km tykk og består av gasser som er veldig forskjellige fra de som utgjør luften vi puster på jordoverflaten.

Jordens lands atmosfære. Kilde: Esteban1216 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)], fra Wikimedia -kommunen eksosfæren både tettheten av gassmolekyler og trykket er minimal, mens temperaturen er høy og forblir konstant. I dette laget er gassene spredt som rømmer mot det ytre rom.

Kjennetegn på eksosfæren

Eksosfæren utgjør overgangslaget mellom jordens atmosfære og det interplanetære rommet. Det har veldig interessante fysiske og kjemiske egenskaper, og oppfyller viktige funksjoner av planeten Jorden.

Oppførsel

Hovedkarakteristikken som definerer eksosfæren er at den ikke oppfører seg som en gassvæske, for eksempel de indre lagene i atmosfæren. Partiklene som utgjør flukt til ytre rom konstant.

Eksosfærens oppførsel er resultatet av et sett med individuelle molekyler eller atomer, som følger deres egen bane i landets gravitasjonsfelt.

Atmosfæreegenskaper

Egenskapene som definerer atmosfæren er: trykket (P), tettheten eller konsentrasjonen av bestanddelegassene (antall molekyler/V, der V er volumet), sammensetningen og temperaturen (t). I hvert lag av atmosfæren varierer disse fire egenskapene.

Disse variablene virker ikke uavhengig, men er relatert av gassloven:

P = d.R.T, der d = antall molekyler/v og r er gassen konstant.

Denne loven blir oppfylt bare hvis det er nok sammenstøt mellom molekylene som utgjør gassen.

I de nedre lagene av atmosfæren (troposfære, stratosfære, mesosfære og termosfera), kan blandingen av gasser som utgjør den behandles som en gass eller væske som kan komprimeres, hvis temperatur, trykk og tetthet er relatert gjennom loven om loven gassene.

Ved å øke høyden eller avstanden til jordoverflaten, reduseres trykket og hyppigheten av sjokk mellom gassmolekyler betydelig.

På 600 km høyt og over dette nivået, må atmosfæren vurderes på en annen måte, siden den ikke lenger oppfører seg som en gass eller en homogen væske.

Fysisk tilstand av eksosfæren: plasma

Den fysiske tilstanden til eksosfæren er plasma, som er definert som den fjerde aggregeringstilstanden eller fysisk tilstand av saken.

Plasma er en væskeilstand, der praktisk talt alle atomer er i ionisk form, det vil si at alle partikler har elektriske ladninger og det er tilstedeværelse av frie elektroner, ikke knyttet til noe molekyl eller atom. Det kan defineres som et flytende medium av partikler med positive og negative elektriske ladninger, elektrisk nøytralt.

Plasma presenterer viktige kollektive molekylære effekter, for eksempel respons på et magnetfelt, dannende strukturer som stråler, filamenter og doble lag. Den fysiske tilstanden til plasma, som en blanding i form av suspensjon av ioner og elektroner, har egenskapen til å være en god strømleder.

Det er den vanligste fysiske tilstanden i universet, og danner interplanetære, interstellare og intergalaktiske plasma.

Kjemisk sammensetning av eksosfæren

Sammensetningen av atmosfæren varierer med høyden eller avstanden til jordens overflate. Sammensetningen, blandingsstatusen og ioniseringsgraden, er avgjørende faktorer for å skille den vertikale strukturen i lagene i atmosfæren.

Gassblandingen på grunn av turbulens er praktisk talt null, og dens gassformige komponenter skilles raskt ved diffusjon.

I eksosfæren er gassblandingen begrenset av temperaturgradienten. Gassblandingen på grunn av turbulens er praktisk talt null, og dens gassformige komponenter skilles raskt ved diffusjon. Over 600 km høyde kan individuelle atomer unnslippe den terrestriske gravitasjonsattraksjonskraften.

Eksosfæren inneholder lave konsentrasjoner av lette gasser som hydrogen og helium. Disse gassene er veldig spredt i dette laget, med veldig store tomme mellomrom mellom seg.

Eksosfæren har også andre mindre lette gasser, for eksempel nitrogen (n₂), oksygen (eller₂) og karbondioksid (CO₂), men disse ligger i nærheten av Exobse eller Baropousa (området av eksosfæren som begrenser med termosfera eller ionosfære).

Molekylær hastighet på eksosfæren

I eksosfæren er molekylære tettheter veldig lave, det vil si at det er veldig få molekyler per volum enhet, og det meste av dette volumet er tomt rom.

På grunn av det faktum at det er enorme tomme mellomrom, kan atomer og molekyler bevege seg til store avstander uten å kollidere med hverandre. Sjansene for sjokk mellom molekyler er veldig små, praktisk talt null.

I et slikt fravær av kollisjoner kan hydrogenatomer (H) og helium (HE), lettere og raskere, nå slike hastigheter som lar dem unnslippe gravitasjonsattraksjonsfeltet i planeten og forlate eksosfæren mot det interplanetære rommet.

Flukten til hydrogenatomer fra eksosfæren (estimert til omtrent 25.000 tonn per år), har bidratt til absolutt viktige endringer i den kjemiske sammensetningen av atmosfæren gjennom den geologiske utviklingen.

Resten av molekylene i eksosfæren, bortsett fra hydrogen og helium, har lave gjennomsnittshastigheter og når ikke sin eksoshastighet. For disse molekylene er eksoshastigheten til det ytre rommet lav, og eksosen skjer veldig sakte.

Temperatur

I eksosfæren er begrepet temperatur som et mål på den indre energien til et system, det vil si energien til molekylær bevegelse, mister betydningen, siden det er veldig få molekyler og mye tomt rom.

Vitenskapelige studier rapporterer temperaturer i den ekstremt høye eksosfæren, i størrelsesorden 1500 K (1773 ° C) i gjennomsnitt, som forblir konstant med høyden.

Eksosfærens funksjoner

Eksosfæren er en del av magnetosfæren, siden magnetosfæren strekker seg mellom 500 km og 600.000 km av jordoverflaten.

Magnetosfæren er området der magnetfeltet til en planet avleder til solvinden, som er lastet med veldig høye energipartikler, skadelig for alle kjente livsformer.

Slik utgjør eksosfæren et beskyttelseslag mot de høye energipartiklene som sendes ut av solen.

Referanser

1. Brasseur, g. og Jacob, D. (2017). Modellering av atmosfærisk kjemi. Cambridge: Cambridge University Press.
2. Hargreaves, J.K. (2003). Solar-Terrestrial Environment. Cambridge: Cambridge University Press.