Eksosfera je, značilnosti, sestava, funkcije

Kaj je eksosfera?

The eksosfera To je najbolj oddaljena plast atmosfere planeta ali satelita, ki predstavlja zgornjo mejo ali mejo z zunanjim prostorom. Na planetu Zemlja se ta plast razprostira nad termosfero (ali ionosfero), od 500 km visoko na zemeljski površini.

Kopenska eksosfera ima približno 10.000 km debeli in so sestavljeni iz plinov, ki se razlikujejo od tistih, ki predstavljajo zrak, ki ga dihamo na površini zemlje.

Dežele zemeljske atmosfere. Vir: Esteban1216 [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)], iz Wikimedije komunicirajo eksosfero tako gostota molekul plina kot tlak minimalna, medtem ko je temperatura visoka in ostane konstantna. V tej plasti se plini razpršijo proti vesolju.

Značilnosti eksosfere

Eksosfera predstavlja prehodno plast med atmosfero Zemlje in medplanetarnim prostorom. Ima zelo zanimive fizikalne in kemijske značilnosti in izpolnjuje pomembne funkcije planeta Zemlje.

Vedenje

Glavna značilnost, ki definira eksosfero, je, da se ne obnaša kot plinasta tekočina, kot so notranje plasti atmosfere. Delci, ki nenehno pobegnejo v zunanji prostor.

Obnašanje eksosfere je rezultat nabora posameznih molekul ali atomov, ki sledijo njihovi lastni poti na zemljišču gravitacijskega polja.

Atmosfere

Lastnosti, ki definirajo atmosfero, so: tlak (p), gostota ali koncentracija sestavnih plinov (število molekul/v, kjer je V prostornina), sestava in temperatura (T). V vsaki plasti atmosfere se te štiri lastnosti razlikujejo.

Te spremenljivke ne delujejo neodvisno, vendar so povezane z zakonom o plinu:

P = d.R.T, kjer je d = število molekul/v in r.

Ta zakon je izpolnjen le, če je med molekulami dovolj spopadov, ki predstavljajo plin.

V spodnjih plasteh atmosfere (troposfera, stratosfera, mezosfera in termosfera) je mešanica plinov, ki ga sestavljajo plini.

S povečanjem višine ali razdalje do zemeljske površine se tlak in pogostost udarcev med molekulami gaze znatno zmanjšata.

Pri visoki 600 km in nad to stopnjo je treba atmosfero obravnavati na drugačen način, saj se ne obnaša več kot plin ali homogena tekočina.

Fizično stanje eksosfere: plazma

Fizično stanje eksosfere je v plazmi, ki je opredeljeno kot četrto stanje združevanja ali fizično stanje zadeve.

Plazma je stanje tekočine, kjer so praktično vsi atomi v ionski obliki, to je, da imajo vsi delci električne naboje in prisotnost prostih elektronov, ki niso povezani z nobeno molekulo ali atomom. Lahko ga opredelimo kot tekoči medij delcev s pozitivnimi in negativnimi električnimi naboji, električno nevtralen.

Plasma predstavlja pomembne kolektivne molekulske učinke, kot je njegov odziv na magnetno polje, ki tvori strukture, kot so žarki, nitke in dvojne plasti. Fizično stanje plazme, kot mešanica v obliki suspenzije ionov in elektronov, ima lastnost dobrega električnega vodnika.

Je najpogostejše fizično stanje v vesolju, ki tvori medplanetarne, medzvezdne in medgalaktične plazme.

Kemična sestava eksosfere

Sestava atmosfere se razlikuje glede na nadmorsko višino ali razdaljo do površine zemlje. Sestava, stanje mešanja in stopnja ionizacije določajo dejavnike za razlikovanje navpične strukture v plasteh atmosfere.

Plinska zmes zaradi turbulenc je praktično nič, njegove plinaste sestavine pa hitro ločijo z difuzijo.

V eksosferi je plinska zmes omejena s temperaturnim gradientom. Plinska zmes zaradi turbulenc je praktično nič, njegove plinaste sestavine pa hitro ločijo z difuzijo. Nad 600 km nadmorske višine lahko posamezni atomi uidejo prizemni gravitacijski sili privlačnosti.

Eksosfera vsebuje nizke koncentracije lahkih plinov, kot sta vodik in helij. Ti plini so zelo raztreseni v tej plasti, z zelo velikimi praznimi prostori med njimi.

Eksosfera ima tudi druge manj lahke pline, kot je dušik (n₂), kisik (ali₂) in ogljikov dioksid (CO₂), vendar se nahajajo v bližini eksobse ali baropousa (območje eksosfere, ki omejuje s Termosfera ali ionosfero).

Molekularna hitrost eksosfere

V eksosferi so molekularne gostote zelo nizke, to je zelo malo molekul na enoto prostornine, večina tega volumna.

Zaradi dejstva, da obstajajo ogromni prazni prostori, se lahko atomi in molekule premaknejo na velike razdalje, ne da bi se med seboj trčili. Možnosti za šok med molekulami so zelo majhne, ​​praktično nične.

V takšni odsotnosti trkov lahko vodikovi atomi (H) in helij (he), lažji in hitrejši, dosežejo takšne hitrosti, ki jim omogočajo, da uidejo gravitacijskim privlačnim poljem planeta in pustijo eksosfero proti medplanetarnemu prostoru.

Pobeg na vodikove atome iz eksosfere (ocenjen na približno 25.000 ton na leto) je vsekakor prispeval k pomembnim spremembam v kemični sestavi atmosfere v celotni geološki evoluciji.

Preostale molekule v eksosferi, razen vodika in helija, imajo nizke povprečne hitrosti in ne dosežejo hitrosti izpušnih plinov. Pri teh molekulah je hitrost izpušnih plinov v vesolju nizka, izpuh pa se pojavi zelo počasi.

Temperatura

V eksosferi koncept temperature kot merilo notranje energije sistema, torej energije molekularnega gibanja, izgubi pomen, saj je zelo malo molekul in veliko praznega prostora.

Znanstvene študije poročajo o temperaturah v izjemno visoki eksosferi v povprečju 1500 K (1773 ° C), ki ostanejo konstantne z višino.

Funkcije eksosfere

Eksosfera je del magnetosfere, saj se magnetosfera razprostira med 500 km in 600.000 km zemeljske površine.

Magnetosfera je območje, kjer se magnetno polje planeta preusmeri na sončni veter, ki je napolnjen z zelo visoko energijskimi delci, škodljivo za vse znane življenjske oblike.

Tako eksosfera predstavlja zaščitni sloj pred visokimienergijskimi delci, ki jih oddaja sonce.

Reference

1. Brasseur, g. in Jakob, D. (2017). Modeliranje atmosferske kemije. Cambridge: Cambridge University Press.
2. Hargreaves, j.K. (2003). Sončno-telesno okolje. Cambridge: Cambridge University Press.