De laag van de atmosfeer waarin de zwaartekracht verdwijnt, is de exosfeer. De atmosfeer is de laag gassen die de aarde omgeeft; het vervult verschillende functies, bevat de zuurstof die nodig is voor het leven, beschermt tegen zonnestralen en externe factoren zoals meteorieten en asteroïden.
De samenstelling van de atmosfeer is voornamelijk stikstof, maar het bestaat ook uit zuurstof en heeft een zeer kleine concentratie van andere gassen zoals waterdamp, argon en kooldioxide.
Hoewel het er misschien niet zo uitziet, is de lucht zwaar, en de lucht in de bovenste lagen duwt de lucht in de onderste lagen, waardoor een grotere concentratie van lucht in de onderste lagen ontstaat.
Dit fenomeen staat bekend als atmosferische druk. Hoger in de atmosfeer wordt het minder dicht.
Markering van de limiet van het einde van de atmosfeer ongeveer 10.000 km hoog. Wat bekend staat als de Karman-lijn.
Lagen van de atmosfeer
De atmosfeer is verdeeld in vijf lagen: de troposfeer, de stratosfeer, de mesosfeer, de thermosfeer en de exosfeer.
De troposfeer is de laag die zich tussen het aardoppervlak bevindt tot een hoogte tussen de 10 en 15 km en is de enige laag van de atmosfeer die de ontwikkeling van leven mogelijk maakt en waar meteorologische verschijnselen optreden.
De stratosfeer is de laag die zich uitstrekt van 10-15 km hoog tot 40-45 km. In deze laag bevindt zich de ozonlaag, op een hoogte van ongeveer 40 km, en het is wat ons beschermt tegen de schadelijke stralen van de zon.
De mesosfeer is de dunste laag van de atmosfeer, die zich uitstrekt tot een hoogte van 85-90 km hoog. Deze laag is erg belangrijk, omdat het de laag is die de kleine meteorieten vertraagt die tegen de aardse hemel neerstorten.
De thermosfeer is de breedste laag van de atmosfeer, met een temperatuur die duizenden graden Celsius kan bereiken, het zit vol met materialen geladen met de energie van de zon.
De exosfeer is de laag die het verst van het aardoppervlak verwijderd is. Dit strekt zich uit van 600-800 km tot 9.000-10.000.
Het einde van de exosfeer is niet goed gedefinieerd, omdat in deze laag, die in contact staat met de ruimte, de atomen ontsnappen, waardoor hun beperking erg moeilijk wordt. De temperatuur in deze laag varieert praktisch niet en de fysisch-chemische eigenschappen van de lucht verdwijnen hier.
Exosphere: de laag waarin de zwaartekracht verdwijnt
De exosfeer is de doorgangszone tussen de atmosfeer en de ruimte. Hier hangen de in een baan om de polen draaiende meteorologische satellieten in de lucht. Ze worden in deze laag van de atmosfeer aangetroffen, aangezien het effect van de zwaartekracht bijna niet bestaat.
De dichtheid van lucht is bijna te verwaarlozen, ook vanwege de lage zwaartekracht, en atomen ontsnappen omdat de zwaartekracht ze niet naar het aardoppervlak duwt.
In de exosfeer is er ook de stroom of plasma, die van buitenaf op de Van Allen Belts lijkt.
De exosfeer bestaat uit plasmamaterialen, waar de ionisatie van de moleculen een magnetisch veld vormt, daarom wordt het ook wel de magnetosfeer genoemd.
Hoewel op veel plaatsen de naam exosphere of magnetosphere door elkaar wordt gebruikt, moet er een onderscheid tussen beide worden gemaakt. De twee bezetten dezelfde plaats, maar de magnetosfeer bevindt zich in de exosfeer.
De magnetosfeer wordt gevormd door de interactie van het aardmagnetisme en de zonnewind en beschermt de aarde tegen zonnestraling en kosmische straling.
De deeltjes worden afgebogen naar de magnetische polen en veroorzaken noordelijk en zuidelijk licht. De magnetosfeer wordt veroorzaakt door het magnetische veld dat wordt geproduceerd door de ijzeren kern van de aarde, die elektrisch geladen materialen bevat.
Bijna alle planeten in het zonnestelsel, met uitzondering van Venus en Mars, hebben een magnetosfeer die hen beschermt tegen de zonnewind.
Als de magnetosfeer niet bestond, zou de straling van de zon het oppervlak bereiken en het water van de planeet verliezen.
Het magnetische veld dat door de magnetosfeer wordt gevormd, zorgt ervoor dat de luchtdeeltjes van de lichtere gassen voldoende snelheid hebben om naar de ruimte te ontsnappen.
Omdat het magnetische veld waaraan ze worden blootgesteld, hun snelheid verhoogt, en de zwaartekracht van de aarde niet voldoende is om deze deeltjes te stoppen.
Door niet te lijden onder de zwaartekracht, zijn luchtmoleculen meer verspreid dan in andere lagen van de atmosfeer. Door een lagere dichtheid te hebben, zijn de botsingen die plaatsvinden tussen luchtmoleculen veel zeldzamer.
Daarom hebben de moleculen die zich in het hoogste deel bevinden een grotere snelheid en kunnen ze ontsnappen aan de zwaartekracht van de aarde.
Om een voorbeeld te geven en het begrijpelijker te maken, in de bovenste lagen van de exosfeer waar de temperatuur rond de 700ºC is. waterstofatomen hebben een gemiddelde snelheid van 5 km per seconde.
Maar er zijn gebieden waar waterstofatomen 10,8 km / s kunnen bereiken, wat de snelheid is die nodig is om de zwaartekracht op die hoogte te overwinnen.
Omdat de snelheid ook afhangt van de massa van de moleculen, hoe groter de massa, hoe lager de snelheid die ze zullen hebben, en er kunnen deeltjes in het bovenste deel van de exosfeer zijn die niet de benodigde snelheid bereiken om aan de zwaartekracht van de aarde te ontsnappen, ondanks dat ze grenzend aan de ruimte.
Referenties
- DUNGEY, JW De structuur van de exosphere of avonturen in snelheidsruimte. Geophysics, The Earth's Environment, 1963, vol. 503.
- SINGER, SF Structuur van de exosfeer van de aarde. Journal of Geophysical Research, 1960, vol. 65, nr. 9, p. 2577-2580.
- BRICE, Neil M. Bulkbeweging van de magnetosfeer. Journal of Geophysical Research, 1967, vol. 72, nr. 21, p. 5193-5211.
- SPEISER, Theodore Wesley. Deeltjesbanen in een model current sheet, gebaseerd op het open model van de magnetosfeer, met toepassingen op aurorale deeltjes. Journal of Geophysical Research, 1965, vol. 70, nr. 7, p. 1717-1728.
- DOMINGUEZ, Hector. Onze atmosfeer: hoe klimaatverandering te begrijpen. LD Books, 2004.
- SALVADOR DE ALBA, Angel. De wind in de bovenste atmosfeer en zijn relatie met de sporadische E-laag. Complutense Universiteit van Madrid, Publicatiedienst, 2002.
- LAZO, welkom; CALZADILLA, Alexander; ALAZO, Katy. Solar Wind-Magnetosphere-Ionosphere Dynamic System: karakterisering en modellering. Prijs van de Academie van Wetenschappen van Cuba, 2008.