ЕГСОСФЕРА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, САСТАВ, ФУНКЦИЈЕ И ТЕМПЕРАТУРА - ЖИВОТНА СРЕДИНА - 2025

Екоспхере је спољни слој атмосфере планете или сателита, представља горњу границу или границе са свемира. На планети Земљи, овај слој се протеже изнад термосфере (или ионосфере), на 500 км изнад земљине површине.

Земаљска егзофера је дебела око 10 000 км, а састоји се од гасова који се разликују од оних који чине ваздух који удишемо на Земљиној површини.

Слика 1. Слојеви Земљине атмосфере. Извор: Естебан1216, из Викимедиа Цоммонс У егзосфери су густина гасовитих молекула и притисак минимални, док је температура висока и остаје константна. У овом слоју се гасови распршују, бежећи у свемир.

карактеристике

Егзофера чини прелазни слој између Земљине атмосфере и међупланетарног простора. Има веома занимљиве физичке и хемијске карактеристике и испуњава важне функције заштите планете Земље.

Понашање

Главна карактеристика егзосфере је та да се он не понаша попут гасовите течности, попут унутрашњих слојева атмосфере. Честице које чине непрестано бјеже у свемир.

Понашање егзофере резултат је скупа појединачних молекула или атома који прате сопствену путању у Земљином гравитационом пољу.

Својства атмосфере

Својства која дефинишу атмосферу су: притисак (П), густина или концентрација гасова који се састоје (број молекула / В, где је В запремина), састав и температура (Т). У сваком слоју атмосфере ове четири особине варирају.

Ове променљиве не делују независно, већ су повезане са законом о гасу:

П = дРТ, где је д = број молекула / В и Р константа гаса.

Овај закон је испуњен само ако постоји довољно судара између молекула који чине гас.

У доњим слојевима атмосфере (тропосфера, стратосфера, мезофера и термосфера) мешавина гасова који је чине се може третирати као гас или течност која се може компресовати, чија су температура, притисак и густина повезани законом закона гасови.

Повећањем висине или удаљености од земљине површине, притисак и учесталост судара између молекула гаса знатно се смањују.

На висини од 600 км и изнад овог нивоа атмосферу се мора посматрати на другачији начин, јер се више не понаша као гас или хомогена течност.

Физичко стање егзосфере: плазма

Физичко стање егзосфере је стање плазме које је дефинисано као четврто стање агрегације или физичко стање материје.

Плазма је стање течности, где су практично сви атоми у јонском облику, то јест, све честице имају електричне набоје и постоје слободни електрони, нису везани за ниједан молекул или атом. Може се дефинисати као течни медиј честица са позитивним и негативним електричним набојима, електрично неутралним.

Плазма има значајне колективне молекуларне ефекте, као што је њен одговор на магнетно поље, формирајући структуре попут зрака, нити и двослојних слојева. Физичко стање плазме, као смеша у облику суспензије јона и електрона, има својство доброг проводника електричне енергије.

То је најчешће физичко стање у универзуму, формирајући интерпланетарне, међузвездне и интергалактичке плазме.

Слика 2. Земљина атмосфера, у позадини месец. Извор: НАСА, путем Викимедиа Цоммонса

Хемијски састав

Састав атмосфере варира у висини или удаљености од Земљине површине. Састав, стање мешања и степен јонизације су одлучујући фактори за разликовање вертикалне структуре у слојевима атмосфере.

Плинска смеша услед турбуленције практично је нула, а њене гасовите компоненте брзо се одвајају дифузијом.

У егзосфери, мешавина гасова је ограничена градијентом температуре. Плинска смеша услед турбуленције практично је нула, а њене гасовите компоненте брзо се одвајају дифузијом. Преко 600 км надморске висине, појединачни атоми могу побећи из гравитационог повлачења Земље.

Егзофера садржи ниске концентрације светлосних гасова као што су водоник и хелијум. Ови гасови су широко распршени у овом слоју, са веома великим празнинама између њих.

Екоспхере има и друге мање лаких гасова у свом саставу, као што је азот (Н ₂ ), кисеоник (О ₂ ) и угљен диоксид (ЦО ₂ ), али они се налазе у близини екобасе или баропаусе (подручје екоспхере који ограничава са термосфером или ионосфером).

Молекуларна брзина бекства из егзофере

У егзосфери је молекуларна густина врло мала, то јест има врло мало молекула по јединици запремине, а већина овог волумена је празан простор.

Само зато што постоје огромни празни простори, атоми и молекули могу прећи велике удаљености без сударања једни са другима. Вероватноће судара између молекула су врло мале, практично нулте.

У недостатку судара, лакши и бржи атоми водоника (Х) и хелијума (Хе) могу достићи брзине тако да могу да избегну гравитационо поље планета и привлаче егзосферу у међупланетарни простор. .

Бекство атома водоника из егзофере у простор (процењено на око 25 000 тона годишње) сигурно је допринело великим променама хемијског састава атмосфере током геолошке еволуције.

Остали молекули егзосфере, осим водоника и хелијума, имају мале просечне брзине и не достижу брзину свог изласка. За ове молекуле, брзина бјежања у свемир је мала, а бијег се одвија врло споро.

Температура

У егзосфери, појам температуре као мере унутрашње енергије система, односно енергије молекуларног кретања, губи смисао, јер има врло мало молекула и пуно празног простора.

Научне студије извештавају о екстремно високим температурама егзофере у просеку од око 1500 К (1773 ° Ц), које остају сталне с висином.

Карактеристике

Егосфера је део магнетосфере, пошто се магнетосфера протеже између 500 км и 600 000 км од површине Земље.

Магнетосфера је област у којој магнетно поље планете одбацује соларни ветар који је напуњен честицама високе енергије које су штетне за све познате животне форме.

Овако егзофера чини слој заштите од високоенергетских честица које емитује Сунце.

Референце

1. Брассеур, Г. и Јацоб, Д. (2017). Моделирање атмосферске хемије. Цамбридге: Цамбридге Университи Пресс.
2. Харгреавес, ЈК (2003). Соларно-земаљско окружење. Цамбридге: Цамбридге Университи Пресс.
3. Камеда, С., Тавров, А., Осада, Н., Мураками, Г., Кеиго, К. и др. (2018). ВУВ спектроскопија за земаљску егзопланетарну егзосферу. Европски конгрес о планетарној науци 2018. ЕПСЦ Абстрацтс. Том 12, ЕПСЦ2018-621.
4. Ритцхие, Г. (2017). Атмосферска хемија. Окфорд: Ворлд Сциентифиц.
5. Тинслеи, БА, Ходгес, РР и Рохрбаугх, РП (1986). Монте Царло модели за земаљску егзосферу током соларног циклуса. Јоурнал оф Геопхисицал Ресеарцх: Спаце Пхисицс Баннер. 91 (А12): 13631-13647. дои: 10.1029 / ЈА091иА12п13631.