Egzosphere to, charakterystyka, skład, funkcje

Co to jest egzosforda?

egzosfera Jest to najbardziej zewnętrzna warstwa atmosfery planety lub satelity, stanowiąca górną granicę lub granicę z przestrzenią kosmiczną. Na planecie Ziemia ta warstwa rozciąga się powyżej termosfera (lub jonosfery), od 500 km wysokości na powierzchni Ziemi.

Egzososphere naziemne ma około 10.000 km grubości i składa się z gazów bardzo odmiennych od tych, które tworzą powietrze, które oddychamy na powierzchni Ziemi.

Ziemia atmosfery Ziemi. Źródło: Esteban1216 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)], z Wikimedia komunikatu egzosfery zarówno gęstość cząsteczek gazu, jak i ciśnienie są minimalne, podczas gdy temperatura jest wysoka i pozostaje stała. W tej warstwie gazy są rozproszone, uciekając w kierunku przestrzeni kosmicznej.

Charakterystyka egzosfery

Egzosfera stanowi warstwę przejściową między atmosferą ziemi a przestrzenią międzyplanetarną. Ma bardzo interesujące cechy fizyczne i chemiczne i spełnia ważne funkcje planety Ziemia.

Zachowanie

Główną cechą, która określa egzosfor się, jest to, że nie zachowuje się jako płyn gazowy, taki jak warstwy wewnętrzne atmosfery. Cząsteczki, które stają się nieustannie uciekają do przestrzeni zewnętrznej.

Zachowanie egzosfery jest wynikiem zestawu poszczególnych cząsteczek lub atomów, które podążają za własną trajektorią w polu grawitacyjnym lądu.

Właściwości atmosfery

Właściwości definiujące atmosferę to: ciśnienie (p), gęstość lub stężenie gazów składowych (liczba cząsteczek/v, gdzie V to objętość), skład i temperatura (t). W każdej warstwie atmosfery te cztery właściwości są różne.

Zmienne te nie działają niezależnie, ale są powiązane przez prawo gazowe:

P = d.R.T, gdzie d = liczba cząsteczek/v i r jest stałą gazu.

To prawo jest spełnione tylko wtedy, gdy istnieje wystarczające starcia między cząsteczkami, które stanowią gaz.

W dolnych warstwach atmosfery (troposfera, stratosfera, mezosfery i termosfera) mieszanina gazów, które je tworzą, można traktować jako gaz lub płyn, który można sprężyć, którego temperatura, ciśnienie i gęstość są powiązane poprzez prawo. Gazy.

Poprzez zwiększenie wysokości lub odległości do powierzchni Ziemi ciśnienie i częstotliwość wstrząsów między cząsteczkami gazu znacznie zmniejszają.

Przy wysokości 600 km i powyżej tego poziomu atmosfera musi być rozważana w inny sposób, ponieważ nie zachowuje się już jak gaz ani jednorodny płyn.

Stan fizyczny egzosfery: plazma

Stanem fizycznym egzosfery jest stan osocza, który jest zdefiniowany jako czwarty stan agregacji lub stan fizyczny materii.

Osocze jest stanem płynu, w którym praktycznie wszystkie atomy są w postaci jonowej, to znaczy wszystkie cząsteczki mają ładunki elektryczne i obecność wolnych elektronów, nie połączonych z jakąkolwiek cząsteczką lub atomem. Można go zdefiniować jako płynną pożywkę cząstek z dodatnimi i ujemnymi ładunkami elektrycznymi, elektrycznie neutralne.

W osoczu przedstawia ważne zbiorowe działanie cząsteczkowe, takie jak jego reakcja na pole magnetyczne, tworzące struktury takie jak promienie, włókna i podwójne warstwy. Fizyczny stan osocza, jako mieszanina w postaci zawiesiny jonów i elektronów, ma właściwość bycia dobrym przewodnikiem elektrycznym.

Jest to najczęstszy stan fizyczny we wszechświe.

Skład chemiczny egzosfery

Skład atmosfery zmienia się w zależności od wysokości lub odległości do powierzchni ziemi. Skład, status mieszania i stopień jonizacji, określają czynniki rozróżnienia struktury pionowej w warstwach atmosfery.

Mieszanina gazowa z powodu turbulencji jest praktycznie zerowa, a jej składniki gazowe są szybko oddzielone przez dyfuzję.

W egzosferze mieszanina gazu jest ograniczona przez gradient temperatury. Mieszanina gazowa z powodu turbulencji jest praktycznie zerowa, a jej składniki gazowe są szybko oddzielone przez dyfuzję. Powyżej 600 km wysokości poszczególne atomy mogą uciec od naziemnej siły przyciągania grawitacyjnego.

Egzosfera zawiera niskie stężenia gazów lekkich, takich jak wodór i hel. Gazy te są bardzo rozproszone w tej warstwie, z bardzo dużymi pustymi przestrzeniami między nimi.

Egzosfera ma również inne mniej lekkie gazo, takie jak azot (n₂), tlen (lub₂) i dwutlenek węgla (CO₂), ale znajdują się one w pobliżu Exobse lub Baropousa (obszar egzosfery, który ogranicza się do termosfera lub jonosfery).

Molekularna prędkość egzosfery

W egzosferze gęstości molekularne są bardzo niskie, to znaczy jest bardzo niewiele cząsteczek na jednostkę objętości, a większość tej objętości to pusta przestrzeń.

Ze względu na fakt, że istnieją ogromne puste przestrzenie, atomy i cząsteczki mogą poruszać się na duże odległości bez zderzenia. Szanse szoku między cząsteczkami są bardzo małe, praktycznie zerowe.

Przy takim braku zderzeń atomy wodoru (H) i hel (He), lżejsze i szybsze, mogą osiągnąć takie prędkości, które pozwalają im uciec z pola przyciągania grawitacyjnego planety i pozostawić egzososphere w kierunku przestrzeni międzyplanetarnej.

Ucieczka do atomów wodoru z egzosfery (oszacowana na około 25.000 ton rocznie), przyczynił się do z pewnością ważne zmiany w składzie chemicznym atmosfery w całej ewolucji geologicznej.

Reszta cząsteczek w egzosferze, oprócz wodoru i helu, ma niskie średnie prędkości i nie osiągają prędkości wydechowej. W przypadku tych cząsteczek szybkość wydechu do przestrzeni kosmicznej jest niska, a spalin występuje bardzo powoli.

Temperatura

W egzosferze koncepcja temperatury jako miary energii wewnętrznej systemu, to znaczy energii ruchu molekularnego, traci znaczenie, ponieważ istnieje bardzo niewiele cząsteczek i wiele pustych przestrzeni.

Badania naukowe zgłaszają temperatury w wyjątkowo wysokiej egzeosferze, z rzędu 1500 K (1773 ° C), które pozostają stałe wraz z wysokością.

Funkcje egzosfery

Egzosfera jest częścią magnetosfery, ponieważ magnetosfera rozciąga się między 500 km a 600.000 km powierzchni Ziemi.

Magnetosfera jest obszarem, w którym pole magnetyczne planety kieruje się na wiatr słoneczny, który jest obciążony bardzo wysokiej energii, szkodliwy dla wszystkich znanych form życia.

W ten sposób egzosfera stanowi warstwę ochronną przed cząstkami wysokiej energii emitowanej przez słońce.

Bibliografia

1. Brasseur, g. i Jacob, D. (2017). Modelowanie chemii atmosferycznej. Cambridge: Cambridge University Press.
2. Hargreaves, j.K. (2003). Środowisko słoneczno-terestryczne. Cambridge: Cambridge University Press.