W jakiej warstwie atmosfery grawitacja znika?

Warstwą atmosfery, w której grawitacja znika, jest egzosfera. Atmosfera jest warstwą gazów otaczających Ziemię.

Spełnia różnorodne funkcje, zawiera tlen niezbędny do życia, chroni przed promieniami słonecznymi i czynnikami zewnętrznymi, takimi jak meteoryty i asteroidy.

Skład atmosfery składa się głównie z azotu, ale składa się również z tlenu i ma bardzo małe stężenie innych gazów, takich jak para wodna, argon i dwutlenek węgla..

Chociaż nie wygląda to tak, powietrze waży, a powietrze znajdujące się w górnych warstwach popycha powietrze z niższych warstw, powodując wyższe stężenie powietrza w niższych warstwach..

Zjawisko to nazywane jest ciśnieniem atmosferycznym. Wyżej w atmosferze staje się mniej gęsty.

Oznaczenie granicy końca atmosfery na około 10 000 km. Co nazywa się linią Karman.

Warstwy atmosfery

Atmosfera jest podzielona na pięć warstw: troposferę, stratosferę, mezosferę, termosferę i egzosferę.

Troposfera jest warstwą, która leży między powierzchnią ziemi do wysokości od 10 do 15 km. Jest to jedyna warstwa atmosfery, która umożliwia rozwój życia i gdzie występują zjawiska meteorologiczne.

Stratosfera to warstwa rozciągająca się od 10-15 km wysokości do 40-45. W tej warstwie znajduje się warstwa ozonowa na wysokości około 40 km, która chroni nas przed szkodliwymi promieniami słonecznymi.

Mezosfera jest najcieńszą warstwą atmosfery, która rozciąga się na wysokość 85-90 km wysokości. Ta warstwa jest bardzo ważna, ponieważ jest to ta, która spowalnia małe meteoryty, które zderzają się z ziemskim niebem.

Termosfera jest najszerszą warstwą atmosfery, o temperaturze, która może osiągnąć tysiące stopni Celsjusza, jest pełna materiałów naładowanych energią słońca.

Egzosfera to warstwa najbardziej oddalona od powierzchni ziemi. Rozciąga się od 600-800 km do 9 000-10 000.

Koniec egzosfery nie jest dobrze zdefiniowany, ponieważ w tej warstwie, która ma kontakt z przestrzenią zewnętrzną, atomy uciekają, co bardzo utrudnia ich ograniczenie. Temperatura w tej warstwie praktycznie się nie zmienia, a właściwości fizykochemiczne powietrza tutaj zanikają.

Egzosfera: warstwa, w której grawitacja znika

Egzosfera to strefa tranzytu między atmosferą a przestrzenią zewnętrzną. Tutaj w powietrzu zawieszone są polarne satelity meteorologiczne. Znajdują się w tej warstwie atmosfery, ponieważ efekt grawitacji prawie nie istnieje.

Gęstość powietrza jest prawie nieistotna ze względu na niską grawitację, a atomy uciekają, ponieważ grawitacja nie popycha ich w kierunku powierzchni Ziemi.

W egzosferze jest również przepływ lub plazma, która z zewnątrz jest postrzegana jako Pasy Van Allena.

Egzosfera składa się z materiałów plazmowych, w których jonizacja cząsteczek tworzy pole magnetyczne, dlatego jest również znana jako magnetosfera.

Chociaż w wielu miejscach nazwa egzosfery lub magnetosfery jest używana zamiennie, konieczne jest rozróżnienie obu. Oba zajmują to samo miejsce, ale magnetosfera jest zawarta w egzosferze.

Magnetosfera powstaje w wyniku oddziaływania magnetyzmu ziemi i wiatru słonecznego i chroni ziemię przed promieniowaniem słonecznym i promieniami kosmicznymi.

Cząstki są kierowane w kierunku biegunów magnetycznych, powodując zorze boreales i australes. Magnetosfera jest wywoływana przez pole magnetyczne wytwarzające żelazny rdzeń ziemi, który ma elektrycznie naładowane materiały.

Prawie wszystkie planety Układu Słonecznego, z wyjątkiem Wenus i Marsa, mają magnetosferę, która chroni je przed wiatrem słonecznym.

Gdyby magnetosfera nie istniała, promieniowanie słoneczne dotarłoby do powierzchni, powodując utratę wody z planety.

Pole magnetyczne utworzone przez magnetosferę sprawia, że ​​cząsteczki powietrza lżejszych gazów mają wystarczającą prędkość do ucieczki w przestrzeń kosmiczną.

Ponieważ pole magnetyczne, któremu są poddawane, zwiększa ich prędkość, a siła grawitacji Ziemi nie wystarcza do zatrzymania tych cząstek.

Nie doznając efektu grawitacji, cząsteczki powietrza są bardziej rozproszone niż w innych warstwach atmosfery. Mając mniejszą gęstość, zderzenia występujące między cząsteczkami powietrza są znacznie rzadsze.

Zatem cząsteczki znajdujące się w najwyższej części mają większą prędkość i mogą uciec przed grawitacją ziemi.

Aby dać przykład i ułatwić zrozumienie, w wyższych warstwach egzosfery, gdzie temperatura wynosi około 700ºC. atomy wodoru mają średnią prędkość 5Km na sekundę.

Ale są obszary, w których atomy wodoru mogą osiągnąć 10,8 km / s, czyli prędkość potrzebna do pokonania grawitacji na tej wysokości.

Ponieważ prędkość zależy również od masy cząsteczek, im większa masa, tym mniejsza prędkość, aw górnej części egzosfery mogą znajdować się cząsteczki, które nie osiągają prędkości niezbędnej do ucieczki przed grawitacją Ziemi, mimo że graniczy z przestrzenią kosmiczną.

Referencje

1. DUNGEY, J. W. Struktura egzosfery lub przygody w przestrzeni prędkości.Geofizyka, Środowisko Ziemi, 1963, obj. 503.
2. SINGER, S. F. Struktura ziemskiej egzosfery.Journal of Geophysical Research, 1960, obj. 65, nr 9, s. 2577-2580.
3. BRICE, Neil M. Masowy ruch magnetosfery.Journal of Geophysical Research, 1967, tom 72, nie 21, s. 5193-5211.
4. SPEISER, Theodore Wesley. Trajektorie cząstek w bieżącym modelu modelu, oparte na otwartym modelu magnetosfery, z zastosowaniami do cząstek zorzy.Journal of Geophysical Research, 1965, t. 70, nr 7, s. 1717-1728.
5. DOMINGUEZ, Hector.Nasza atmosfera: jak zrozumieć zmiany klimatu. LD Books, 2004.
6. SALVADOR DE ALBA, Ángel.Wiatr w górnej atmosferze i jego związek ze sporadyczną warstwą E. Uniwersytet Complutense w Madrycie, Serwis Publikacji, 2002.
7. LAZO, Witaj; CALZADILLA, Alexander; ALAZO, Katy. Dynamiczny system słoneczny-magnetosfera-jonosfera: charakterystyka i modelowanie.Nagroda Akademii Nauk Kuby, 2008.