L'esosfera è, caratteristiche, composizione, funzioni

Qual è l'esosfera?

IL esosfera È lo strato più esterno dell'atmosfera di un pianeta o di un satellite, che costituisce il limite superiore o il bordo con lo spazio esterno. Sul pianeta Terra, questo strato si estende sopra la termosfera (o ionosfera), da 500 km di altezza sulla superficie terrestre.

L'esosfera terrestre ha circa 10.000 km di spessore ed è costituito da gas molto diversi da quelli che costituiscono l'aria che respiriamo sulla superficie della terra.

Terre dell'atmosfera terrestre. Fonte: Esteban1216 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)], da Wikimedia comunica l'esosfera sia la densità delle molecole di gas che la pressione è minima, mentre la temperatura è alta e rimane costante. In questo strato i gas sono dispersi in fuga verso lo spazio esterno.

Caratteristiche dell'esosfera

L'esosfera costituisce lo strato di transizione tra l'atmosfera della terra e lo spazio interplanetario. Ha caratteristiche fisiche e chimiche molto interessanti e svolge importanti funzioni del pianeta Terra.

Comportamento

La caratteristica principale che definisce l'esosfera è che non si comporta come un fluido gassoso, come gli strati interni dell'atmosfera. Le particelle che costituiscono costantemente fuga nello spazio esterno.

Il comportamento dell'esosfera è il risultato di un insieme di singoli molecole o atomi, che seguono la propria traiettoria nel campo gravitazionale del terreno.

Proprietà atmosfera

Le proprietà che definiscono l'atmosfera sono: la pressione (P), la densità o la concentrazione dei gas costituenti (numero di molecole/V, dove V è il volume), la composizione e la temperatura (T). In ogni strato dell'atmosfera queste quattro proprietà variano.

Queste variabili non agiscono in modo indipendente, ma sono correlate dalla legge sul gas:

P = d.R.T, dove d = numero di molecole/v e r è la costante di gas.

Questa legge è adempiuta solo se ci sono abbastanza scontri tra le molecole che costituiscono il gas.

Negli strati inferiori dell'atmosfera (troposfera, stratosfera, mesosfera e termosfera), la miscela di gas che la compongono può essere trattata come un gas o un fluido che può essere compresso, la cui temperatura, pressione e densità sono correlate attraverso la legge della legge i gas.

Aumentando l'altezza o la distanza dalla superficie terrestre, la pressione e la frequenza degli shock tra le molecole di gassa diminuiscono considerevolmente.

A 600 km di altezza e al di sopra di questo livello, l'atmosfera deve essere considerata in modo diverso, poiché non si comporta più come un gas o un fluido omogeneo.

Stato fisico dell'esosfera: plasma

Lo stato fisico dell'esosfera è quello del plasma, che è definito come il quarto stato di aggregazione o stato fisico della questione.

Il plasma è uno stato di fluido, dove praticamente tutti gli atomi sono in forma ionica, cioè tutte le particelle hanno cariche elettriche e c'è presenza di elettroni liberi, non collegati a nessuna molecola o atomo. Può essere definito come un mezzo fluido di particelle con cariche elettriche positive e negative, elettricamente neutro.

Il plasma presenta importanti effetti molecolari collettivi, come la sua risposta a un campo magnetico, formando strutture come raggi, filamenti e doppi strati. Lo stato fisico del plasma, come miscela sotto forma di sospensione di ioni ed elettroni, ha la proprietà di essere un buon conduttore di elettricità.

È lo stato fisico più comune nell'universo, formando plasmi interplanetari, interstellari e intergalattici.

Composizione chimica dell'esosfera

La composizione dell'atmosfera varia con l'altitudine o la distanza dalla superficie della terra. La composizione, lo stato di miscelazione e il grado di ionizzazione, stanno determinando i fattori per distinguere la struttura verticale negli strati dell'atmosfera.

La miscela di gas dovuta alla turbolenza è praticamente nulle e i suoi componenti gassosi sono rapidamente separati dalla diffusione.

Nell'esosfera, la miscela di gas è limitata dal gradiente di temperatura. La miscela di gas dovuta alla turbolenza è praticamente nulle e i suoi componenti gassosi sono rapidamente separati dalla diffusione. Sopra 600 km di altitudine, i singoli atomi possono sfuggire alla forza di attrazione gravitazionale terrestre.

L'esosfera contiene basse concentrazioni di gas leggeri come idrogeno ed elio. Questi gas sono molto sparsi in questo strato, con spazi vuoti molto grandi tra di loro.

L'esosfera ha anche altri gas leggeri, come l'azoto (n₂), ossigeno (o₂) e anidride carbonica (CO₂), ma questi si trovano vicino all'Exobse o Baropousa (area dell'esosfera che limita il termosfera o la ionosfera).

Velocità molecolare dell'esosfera

Nell'esosfera, le densità molecolari sono molto basse, cioè ci sono pochissime molecole per unità di volume, e la maggior parte di questo volume è spazio vuoto.

A causa del fatto che ci sono enormi spazi vuoti, atomi e molecole possono spostarsi a grandi distanze senza scontrarsi tra loro. Le possibilità di shock tra le molecole sono molto piccole, praticamente nulle.

In tale assenza di collisioni, gli atomi di idrogeno (H) e l'elio (lui), più leggeri e più veloci, possono raggiungere tali velocità che consentono loro di sfuggire al campo di attrazione gravitazionale del pianeta e lasciare l'esosfera verso lo spazio interplanetario.

La fuga agli atomi di idrogeno dall'esosfera (stimata a circa 25.000 tonnellate all'anno), ha contribuito a cambiamenti certamente importanti nella composizione chimica dell'atmosfera durante l'evoluzione geologica.

Il resto delle molecole nell'esosfera, a parte l'idrogeno ed elio, ha basse velocità medie e non raggiunge la velocità di scarico. Per queste molecole, la velocità di scarico nello spazio esterno è bassa e lo scarico si verifica molto lentamente.

Temperatura

Nell'esosfera il concetto di temperatura come misura dell'energia interna di un sistema, cioè dell'energia del movimento molecolare, perde significato, poiché ci sono pochissime molecole e molto spazio vuoto.

Studi scientifici riportano le temperature nell'esosfera estremamente elevata, dell'ordine di 1500 K (1773 ° C) in media, che rimangono costanti con l'altezza.

Funzioni dell'esosfera

L'esosfera fa parte della magnetosfera, poiché la magnetosfera si estende tra 500 km e 600.000 km di superficie terrestre.

La magnetosfera è l'area in cui il campo magnetico di un pianeta si devia al vento solare, che è caricato con particelle di energia molto elevata, dannosa per tutte le forme di vita note.

Questo è il modo in cui l'exosfera costituisce uno strato di protezione contro le particelle ad alta energia emesse dal sole.

Riferimenti

1. Brasseur, g. e Jacob, D. (2017). Modellazione della chimica atmosferica. Cambridge: Cambridge University Press.
2. Hargreaves, j.K. (2003). L'ambiente solare-terminale. Cambridge: Cambridge University Press.