Exosfäregenskaper, kemisk sammansättning, funktioner och temperatur



den Exosphere är det yttersta skiktet av atmosfären hos en planet eller en satellit, som utgör den övre gränsen eller gränsen till yttre rymden. På planeten Jorden sträcker sig detta lager över termosfären (eller jonosfären), från 500 km över jordens yta.

Jordens exosfär är cirka 10 000 km tjock och består av gaser som skiljer sig mycket från de som utgör den luft som vi andas på jordens yta.

I exosfären är både densiteten hos gasformiga molekyler och trycket minimal, medan temperaturen är hög och förblir konstant. I detta skikt sprutas gaserna ut i rymden.

index

  • 1 Egenskaper
    • 1.1 Beteende
    • 1.2 Atmosfärens egenskaper
    • 1.3 Exosfärens fysiska tillstånd: plasma
  • 2 Kemisk komposition
    • 2.1 Flyktningshastighet från exosfären
  • 3 Temperatur
  • 4 funktioner
  • 5 referenser

särdrag

Exosfären är övergångsskiktet mellan jordens atmosfär och interplanetära rymden. Den har mycket intressanta fysiska och kemiska egenskaper, och den uppfyller viktiga skyddsfunktioner på planeten Jorden.

beteende

Huvudegenskapen som definierar exosfären är att den inte beter sig som en gasformig vätska, som atmosfärens inre lager. Partiklarna som utgör den, rymmer hela tiden till yttre rymden.

Exosfärens beteende är resultatet av en uppsättning individuella molekyler eller atomer, som följer sin egen bana i det jordbundna gravitationen.

Atmosfärens egenskaper

De egenskaper som definierar atmosfären är: trycket (P), tätheten eller koncentrationen av de ingående gaserna (antal molekyler / V, där V är volymen), komposition och temperatur (T). I varje skikt av atmosfären dessa fyra egenskaper varierar.

Dessa variabler agerar inte oberoende, men är relaterade till gaslagen:

P = d.R.T, där d = antal molekyler / V och R är gaskonstanten.

Denna lag uppfylls endast om det finns tillräckligt med chocker mellan de molekyler som utgör gasen.

I de lägre skikten av atmosfären (troposfären, stratosfären, mesosphere och thermospheren), kan blandningen av gaser som formen kan behandlas som en gas eller vätska komprimeras, vars temperatur, tryck och densitet är relaterade genom lagen gaser.

Genom att öka höjden eller avståndet till jordens yta minskar trycket och frekvensen av kollisionerna mellan gasernas molekyler betydligt.

Vid 600 km höjd och över denna nivå måste vi betrakta atmosfären på ett annat sätt, eftersom det inte längre beter sig som en gas eller en homogen vätska.

Exosfärens fysiska tillstånd: plasma

Exosfärens fysiska tillstånd är det för plasma, vilket definieras som det fjärde aggregeringsläget eller fysikaliska tillståndet för materien.

Plasma är ett flytande tillstånd, där i stort sett alla atomer är i jonform, dvs alla partiklar har elektriska laddningar och fria elektroner inte är bundna till varje molekyl eller atom. Det kan definieras som ett vätskemedium av partiklar med positiva och negativa elektriska laddningar, elektriskt neutral.

Plasma har viktiga kollektiva molekylära effekter, såsom dess respons på ett magnetfält, som bildar strukturer såsom strålar, filament och dubbla lager. Plasmans fysiska tillstånd, som en blandning i form av suspension av joner och elektroner, har egenskapen att vara en bra ledare av elektricitet.

Det är det vanligaste fysiska tillståndet i universum, som bildar interplanetära, interstellära och intergalaktiska plasma.

Kemisk sammansättning

Atmosfärens sammansättning varierar med höjden eller avståndet till jordens yta. Kompositionen, blandningstillståndet och joniseringsgraden är bestämningsfaktorer för att skilja den vertikala strukturen i atmosfärens skikt.

Blandningen av gaser på grund av turbulensen är praktiskt taget noll, och dess gasformiga komponenter separeras snabbt genom diffusion.

I exosfären är blandningen av gaser begränsad av temperaturgradienten. Blandningen av gaser på grund av turbulensen är praktiskt taget noll, och dess gasformiga komponenter separeras snabbt genom diffusion. Över 600 km höjd kan enskilda atomer fly från jordens gravitationskraft.

Exosfären innehåller låga koncentrationer av lätta gaser som väte och helium. Dessa gaser är mycket dispergerade i detta lager, med mycket stora hål mellan dem.

Exosfären har också andra mindre ljusgaser, såsom kväve (N2), syre (O2) och koldioxid (CO2), men dessa är belägna nära exobasen eller baropausen (exosfärzonen som gränsar till termosfären eller jonosfären).

Molekylhastighet av flykt från exosfären

I exosfären är de molekylära densiteterna mycket låga, det vill säga det finns väldigt få molekyler per volymenhet och den största delen av denna volym är tomt utrymme.

På grund av det faktum att det finns stora tomma utrymmen kan atomer och molekyler flytta över stora avstånd utan att kollidera med varandra. Sannolikheten för kollisioner mellan molekyler är mycket liten, praktiskt taget noll.

I en sådan avsaknad av kollisioner, väteatomerna (H) och helium (He), lättare, snabbare, kan nå hastigheter på sådant sätt att tillåta dem att fly området för gravitationskraften av jorden och ut ur exosfera i interplanetära rymden.

Fly till rymden väteatomer från Exosphere (uppskattad till omkring 25 tusen ton per år), bidrog den säkert väsentliga förändringar sker i den kemiska sammansättningen av atmosfären i hela den geologiska utvecklingen.

Resten av molekylerna i exosfären, förutom väte och helium, har låga genomsnittliga hastigheter och når inte deras flyghastighet. För dessa molekyler är utrymningsfrekvensen till yttre rymden låg, och flykten sker mycket långsamt.

temperatur

I exosfären förlorar begreppet temperatur som ett mått på systemets inre energi, det vill säga energi från molekylär rörelse, betydelse, eftersom det finns mycket få molekyler och mycket tomt utrymme.

Vetenskapliga studier rapporterar extremt höga temperaturer i exosfären, i storleksordningen 1500 K (1773 ° C) i genomsnitt, vilka är konstanta med höjden.

funktioner

Exosfären är en del av magnetosfären, eftersom magnetosfären sträcker sig mellan 500 km och 600 000 km från jordens yta.

Magnetosfären är den region där det magnetiska fältet hos en planet avlänkar solvinden, som är laddad med högenergetiska partiklar mycket skadliga för alla livsformer som är kända.

Så här är exosfären ett skyddsskikt mot de höga energipartiklar som utsänds av solen..

referenser

  1. Brasseur, G. och Jacob, D. (2017). Modellering av atmosfärisk kemi. Cambridge: Cambridge University Press.
  2. Hargreaves, J.K. (2003). Den solskyddsmiljö. Cambridge: Cambridge University Press.
  3. Kameda, S., Tavrov, A., Osada, N., Murakami, G., Keigo, K. et al. (2018). VUV-spektroskopi för terrestrisk exoplanetisk exosfär. European Planetary Science Congress 2018. EPSC Abstracts. Vol. 12, EPSC2018-621.
  4. Ritchie, G. (2017). Atmosfärisk kemi Oxford: World Scientific.
  5. Tinsley, B. A., Hodges, R.R. och Rohrbaugh, R.P. (1986). Monte Carlo modellerar för den terrestriska exosfären över en solcykel. Journal of Geophysical Research: Space Physics Banner. 91 (A12): 13631-13647. doi: 10,1029 / JA091iA12p13631.