Eksosfæregenskaper, kjemisk sammensetning, funksjoner og temperatur



den Exosphere er det ytre laget av atmosfæren til en planet eller en satellitt som utgjør den øvre grensen eller grensen til det ytre rommet. På planeten Jorden strekker dette laget over termosfæren (eller ionosfæren), fra 500 km over jordens overflate.

Jordens eksosfære er ca. 10.000 km tykk og består av gasser som er svært forskjellige fra de som utgjør luften vi puster på jordens overflate..

I eksosfæren er både tettheten av gassformige molekyler og trykket minimal, mens temperaturen er høy og forblir konstant. I dette laget blir gassene spredt ut i rommet.

index

  • 1 Egenskaper
    • 1.1 Oppførsel
    • 1.2 Egenskaper av atmosfæren
    • 1.3 Fysisk tilstand av eksosfæren: plasma
  • 2 Kjemisk sammensetning
    • 2.1 Molekylær hastighet av flukt fra eksosfæren
  • 3 Temperatur
  • 4 funksjoner
  • 5 referanser

funksjoner

Exosfæren er overgangslaget mellom jordens atmosfære og interplanetariske rom. Det har svært interessante fysiske og kjemiske egenskaper, og det oppfyller viktige beskyttelsesfunksjoner på planeten Jorden.

oppførsel

Hovedkarakteristikken som definerer eksosfæren er at den ikke oppfører sig som en gassformig væske, som de indre lagene i atmosfæren. Partiklene som utgjør det, flyr til verdensrommet hele tiden.

Eksosfærens oppførsel er resultatet av et sett av individuelle molekyler eller atomer, som følger sin egen bane i det jordiske gravitasjonsfeltet.

Egenskapene til atmosfæren

De egenskapene som definerer atmosfæren er: trykket (P), densiteten eller konsentrasjonen av de enkelte gassbestanddeler (antallet molekyler / V, hvor V er volumet), sammensetning og temperatur (T). I hvert lag av atmosfæren varierer disse fire egenskapene.

Disse variablene virker ikke selvstendig, men er relatert til gassloven:

P = d.R.T, hvor d = antall molekyler / V og R er gaskonstanten.

Denne loven møtes bare hvis det er nok sjokk mellom molekylene som utgjør gassen.

I de lavere lag av atmosfæren (troposfæren, stratosfæren, mesosfæren og termo), kan blandingen av gasser som formen kan behandles som en gass eller væske skal komprimeres, hvis temperatur, trykk og tetthet er relatert ved loven gassene.

Ved å øke høyden eller avstanden til jordoverflaten, reduseres trykket og frekvensen av kollisjonene mellom gassens molekyler betydelig.

På 600 km høyde og over dette nivået må vi vurdere atmosfæren på en annen måte, siden den ikke lenger oppfører seg som en gass eller en homogen væske.

Fysisk tilstand av eksosfæren: plasmaet

Eksosfærens fysiske tilstand er den for plasma, som er definert som den fjerde tilstanden for aggregering eller fysisk tilstand av materie.

Plasma er en flytende tilstand, hvor praktisk talt alle atomer er i ionisk form, dvs. at alle partiklene har elektriske ladninger og frie elektroner er ikke bundet til et hvilket som helst molekyl eller atom. Det kan defineres som et fluidmedium av partikler med positive og negative elektriske ladninger, elektrisk nøytral.

Plasma har viktige kollektive molekylære effekter, for eksempel dens respons på et magnetfelt, som danner strukturer som stråler, filamenter og dobbeltlag. Den fysiske tilstanden til plasmaet, som en blanding i form av suspensjon av ioner og elektroner, har egenskapen til å være en god leder av elektrisitet.

Det er den vanligste fysiske tilstanden i universet, som danner interplanetære, interstellære og intergalaktiske plasmaer.

Kjemisk sammensetning

Sammensetningen av atmosfæren varierer med høyden eller avstanden til jordens overflate. Sammensetningen, blandingsstaten og graden av ionisering er bestemmende faktorer for å skille den vertikale strukturen i atmosfærens lag.

Blandingen av gasser som skyldes turbulensen er praktisk talt null, og dens gassformige komponenter separeres raskt ved diffusjon.

I eksosfæren er blandingen av gasser begrenset av temperaturgradienten. Blandingen av gasser som skyldes turbulensen er praktisk talt null, og dens gassformige komponenter separeres raskt ved diffusjon. Over 600 km høyde, kan enkelte atomer unnslippe fra jordens tyngdekraftskraft.

Eksosfæren inneholder lave konsentrasjoner av lette gasser som hydrogen og helium. Disse gassene er veldig spredt i dette laget, med svært store hulrom mellom dem.

Eksosfæren har også andre mindre lysgasser, slik som nitrogen (N2), oksygen (O2) og karbondioksid (CO2), men disse befinner seg nær eksobasen eller baropausen (eksosfærenes sone som grenser til termosfæren eller ionosfæren).

Molekylær hastighet av flukt fra eksosfæren

I eksosfæren er molekylære tettheter svært lave, det vil si at det er svært få molekyler per volum, og det meste av dette volumet er tomt rom.

På grunn av det faktum at det er store tomme mellomrom, kan atomer og molekyler bevege seg over store avstander uten å kollidere med hverandre. Sannsynligheten for kollisjoner mellom molekyler er svært liten, praktisk talt null.

I et slikt fravær av kollisjoner, er hydrogenatomer (H) og helium (He), lettere, raskere, kan komme opp i hastigheter slik at tillate dem å unnslippe feltet av gravitasjonen av jorden og ut av exosfera i den bestemte.

Ut i verdensrommet hydrogenatomer fra den Exosphere (anslått til omtrent 25 000 tonn per år), bidro den trygt betydelige endringer forekommer i den kjemiske sammensetningen av atmosfæren i løpet av geologiske utviklingen.

Resten av molekylene i eksosfæren, bortsett fra hydrogen og helium, har lave gjennomsnittshastigheter og når ikke flyktehastigheten. For disse molekylene er rømningsraten til ytre rom lav, og rømningen skjer svært sakte.

temperaturen

I exosfera begrepet temperatur som et mål på den indre energi av et system, det vil si energi av molekylær bevegelse, mister betydning, ettersom det er svært få molekyler og mye tomrom.

Vitenskapelige studier rapporterer ekstremt høye temperaturer i eksosfæren, i størrelsesorden 1500 K (1773 ° C), som forblir konstant med høyden.

funksjoner

Eksosfæren er en del av magnetosfæren, siden magnetosfæren strekker seg mellom 500 km og 600 000 km fra jordens overflate.

Den magneto er det område hvor det magnetiske felt av en planet avbøyer solvinden, som er lastet med høy-energi-partikler meget skadelige for alle livsformer kjente.

Slik er eksosfæren et beskyttelseslag mot de høye energipartikler som Solen utsender..

referanser

  1. Brasseur, G. og Jacob, D. (2017). Modellering av atmosfærisk kjemi. Cambridge: Cambridge University Press.
  2. Hargreaves, J.K. (2003). Det solbaserte miljøet. Cambridge: Cambridge University Press.
  3. Kameda, S., Tavrov, A., Osada, N., Murakami, G., Keigo, K. et al. (2018). VUV spektroskopi for terrestrisk eksoplanetisk eksosfære. European Planetary Science Congress 2018. EPSC Abstracts. Vol. 12, EPSC2018-621.
  4. Ritchie, G. (2017). Atmosfærisk kjemi Oxford: World Scientific.
  5. Tinsley, B.A., Hodges, R.R. og Rohrbaugh, R.P. (1986). Monte Carlo modeller for den jordiske eksosfæren over en solsyklus. Journal of Geophysical Research: Space Physics Banner. 91 (A12): 13631-13647. doi: 10,1029 / JA091iA12p13631.