Exosfeer is, kenmerken, samenstelling, functies

Wat is de exosfeer?

De exosfeer Het is de buitenste laag van de atmosfeer van een planeet of een satelliet, die de bovengrens of rand vormen met de buitenruimte. Op de planeet Aarde strekt deze laag zich uit boven de thermosfera (of ionosfeer), van 500 km hoog op het aardoppervlak.

De terrestrische exosfeer heeft ongeveer 10.000 km dik en bestaat uit gassen die heel anders zijn dan die welke de lucht vormen die we op het oppervlak van de aarde ademen.

Land van de atmosfeer van de aarde. Bron: Esteban1216 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)], van Wikimedia Communse de exosfeer zowel de dichtheid van gasmoleculen als de druk zijn minimaal, terwijl de temperatuur hoog is en constant blijft. In deze laag worden de gassen verspreid die naar de buitenruimte ontsnappen.

Kenmerken van de exosfeer

De exosfeer vormt de overgangslaag tussen de atmosfeer van de aarde en de interplanetaire ruimte. Het heeft zeer interessante fysische en chemische kenmerken en vervult belangrijke functies van planeet aarde.

Gedrag

Het belangrijkste kenmerk dat de exosfeer definieert, is dat het zich niet gedraagt ​​als een gasvormige vloeistof, zoals de binnenlagen van de atmosfeer. De deeltjes die constant ontsnappen aan externe ruimte.

Het gedrag van de exosfeer is het resultaat van een reeks individuele moleculen of atomen, die hun eigen traject volgen in het land van het land van het land.

Sfeer eigenschappen

De eigenschappen die de atmosfeer definiëren, zijn: de druk (P), de dichtheid of concentratie van de samenstellende gassen (aantal moleculen/V, waarbij V het volume is), de samenstelling en de temperatuur (T). In elke laag van de atmosfeer variëren deze vier eigenschappen.

Deze variabelen handelen niet onafhankelijk, maar zijn gerelateerd door de gaswet:

P = D.R.T, waarbij d = aantal moleculen/v en r de gasconstante is.

Deze wet wordt alleen vervuld als er voldoende botsingen zijn tussen de moleculen die het gas vormen.

In de onderste lagen van de atmosfeer (troposfeer, stratosfeer, mesosfeer en termosfera), kan het mengsel van gassen die het verzinnen worden behandeld als een gas of vloeistof die kan worden gecomprimeerd, waarvan de temperatuur, druk en dichtheid verbonden zijn door de wet van de wet van de wet van de wet van de wet van de gassen.

Door de hoogte of afstand tot het aardoppervlak te vergroten, nemen de druk en frequentie van schokken tussen gasemoleculen aanzienlijk af.

Op 600 km hoog en boven dit niveau moet de atmosfeer op een andere manier worden overwogen, omdat het zich niet langer gedraagt ​​als een gas of een homogene vloeistof.

Fysieke toestand van de exosfeer: plasma

De fysieke toestand van de exosfeer is die van plasma, die wordt gedefinieerd als de vierde staat van aggregatie of fysieke toestand van de zaak.

Plasma is een toestand van vloeistof, waar praktisch alle atomen in ionische vorm zijn, dat wil zeggen dat alle deeltjes elektrische ladingen hebben en er is aanwezigheid van vrije elektronen, niet gekoppeld aan een molecuul of atoom. Het kan worden gedefinieerd als een vloeiend medium van deeltjes met positieve en negatieve elektrische ladingen, elektrisch neutraal.

Plasma presenteert belangrijke collectieve moleculaire effecten, zoals de reactie ervan op een magnetisch veld, het vormen van structuren zoals stralen, filamenten en dubbele lagen. De fysieke toestand van plasma, als een mengsel in de vorm van ophanging van ionen en elektronen, heeft de eigenschap een goede elektriciteitsgeleider.

Het is de meest voorkomende fysieke toestand in het universum en vormt interplanetaire, interstellaire en intergalactische plasma's.

Chemische samenstelling van de exosfeer

De samenstelling van de atmosfeer varieert met de hoogte of afstand tot het aardoppervlak. De samenstelling, de mengstatus en de mate van ionisatie, bepalen factoren om de verticale structuur in de lagen van de atmosfeer te onderscheiden.

Het gasmengsel als gevolg van turbulentie is praktisch nul, en de gasvormige componenten worden snel gescheiden door diffusie.

In de exosfeer wordt het gasmengsel beperkt door de temperatuurgradiënt. Het gasmengsel als gevolg van turbulentie is praktisch nul, en de gasvormige componenten worden snel gescheiden door diffusie. Boven 600 km hoogte, kunnen individuele atomen ontsnappen aan de terrestrische zwaartekrachtaantrekkracht.

De exosfeer bevat lage concentraties lichtgassen zoals waterstof en helium. Deze gassen zijn erg verspreid in deze laag, met zeer grote lege ruimtes ertussen.

De exosfeer heeft ook andere minder lichte gassen, zoals stikstof (n₂), zuurstof (of₂) en koolstofdioxide (CO₂), maar deze bevinden zich in de buurt van de exobse of baropousa (gebied van de exosfeer die beperkt met de termosfera of ionosfeer).

Moleculaire snelheid van exosfeer

In de exosfeer zijn moleculaire dichtheden erg laag, dat wil zeggen dat er zeer weinig moleculen per volume -eenheid zijn, en het grootste deel van dit volume is lege ruimte.

Vanwege het feit dat er enorme lege ruimtes zijn, kunnen atomen en moleculen naar grote afstanden gaan zonder tegen elkaar te botsen. De kansen op schok tussen moleculen zijn erg klein, praktisch nul.

In een dergelijke afwezigheid van botsingen kunnen waterstofatomen (H) en helium (HE), lichter en sneller, dergelijke snelheden bereiken waarmee ze kunnen ontsnappen.

De ontsnapping naar waterstofatomen uit de exosfeer (geschat op ongeveer 25.000 ton per jaar) heeft bijgedragen aan zeker belangrijke veranderingen in de chemische samenstelling van de atmosfeer gedurende de geologische evolutie.

De rest van de moleculen in de exosfeer, afgezien van waterstof en helium, hebben lage gemiddelde snelheden en bereiken hun uitlaatsnelheid niet. Voor deze moleculen is de uitlaatsnelheid naar de buitenruimte laag en komt de uitlaat zeer langzaam voor.

Temperatuur

In de exosfeer het concept van temperatuur als een maat voor de interne energie van een systeem, dat wil zeggen van de energie van de moleculaire beweging, verliest de betekenis, omdat er zeer weinig moleculen en veel lege ruimte zijn.

Wetenschappelijke studies rapporteren temperaturen in de extreem hoge exosfeer, in de orde van 1500 K (1773 ° C) gemiddeld, die constant blijven met de hoogte.

Functies van de exosfeer

De exosfeer maakt deel uit van de magnetosfeer, omdat de magnetosfeer zich uitstrekt tussen 500 km en 600.000 km van het aardoppervlak.

De magnetosfeer is het gebied waar het magnetische veld van een planeet afleidt naar de zonnewind, die wordt geladen met zeer hoge energie -deeltjes, schadelijk voor alle bekende levensvormen.

Dit is hoe de exosfeer een beveiligingslaag vormt tegen de door de zon uitgestoten hoge -energie -deeltjes.

Referenties

1. Brasseur, G. en Jacob, D. (2017). Modellering van atmosferische chemie. Cambridge: Cambridge University Press.
2. Hargreaves, J.K. (2003). De zonne-terrestrische omgeving. Cambridge: Cambridge University Press.