Карактеристике егзосфере, хемијски састав, функције и температура



Тхе екоспхере је најудаљенији слој атмосфере планете или сателита, која чини горњу границу или границу са вањским простором. На планети Земљи, овај слој се простире изнад термосфере (или јоносфере), од 500 км изнад земљине површине.

Земљина егзосфера је дебела око 10.000 км и сачињена је од гасова који су веома различити од оних који чине ваздух који удишемо на површини Земље..

У егзосфери су и густина гасовитих молекула и притисак минимални, док је температура висока и остаје константна. У овом слоју гасови се распршују бјежећи у свемир.

Индек

  • 1 Карактеристике
    • 1.1 Понашање
    • 1.2 Својства атмосфере
    • 1.3 Физичко стање егзосфере: плазма
  • 2 Хемијски састав
    • 2.1 Молекуларна брзина бекства из егзосфере
  • 3 Температуре
  • 4 Функције
  • 5 Референце

Феатурес

Ексосфера је прелазни слој између Земљине атмосфере и међупланетарног простора. Има веома интересантне физичке и хемијске карактеристике и испуњава важне заштитне функције планете Земље.

Понашање

Главна карактеристика која одређује егзосферу је да се не понаша као гасовити флуид, као унутрашњи слојеви атмосфере. Честице које га сачињавају стално бјеже у свемир.

Понашање егзосфере је резултат скупа појединачних молекула или атома, који прате своју путању у земаљском гравитационом пољу.

Својства атмосфере

Својства која дефинирају атмосферу су: тлак (П), густоћа или концентрација саставних плинова (број молекула / В, гдје је В волумен), састав и температура (Т). У сваком слоју атмосфере ова четири својства варирају.

Ове варијабле не делују независно, већ су повезане законом гасова:

П = д.Р.Т, где је д = број молекула / В и Р је гасна константа.

Овај закон је задовољен само ако има довољно шокова између молекула који чине гас.

У нижим слојевима атмосфере (тропосфера, стратосфера, мезосфера и термосфера), мешавина гасова који је чине може се третирати као гас или течност која се може сабити, чија температура, притисак и густина су повезани законом гасова.

Повећањем висине или удаљености до земљине површине, притисак и учесталост судара између молекула гасова се значајно смањују.

На 600 км надморске висине и изнад овог нивоа, морамо узети у обзир атмосферу на другачији начин, јер се више не понаша као плин или хомогени флуид.

Физичко стање егзосфере: плазма

Физичко стање егзосфере је плазма, која се дефинише као четврто стање агрегације или физичко стање материје.

Плазма је стање флуида, где су практично сви атоми у јонском облику, то јест, све честице имају електричне набоје и постоји присуство слободних електрона, који нису повезани ни са једним молекулом или атомом. Може се дефинисати као флуидни медиј честица са позитивним и негативним електричним набојем, електрично неутралним.

Плазма има важне колективне молекуларне ефекте, као што је одговор на магнетно поље, формирајући структуре као што су зраке, филаменти и двоструки слојеви. Физичко стање плазме, као смеше у облику суспензије јона и електрона, има својство да буде добар проводник електричне енергије..

То је најчешће физичко стање у свемиру, формирајући интерпланетарне, међузвездане и међугалактичке плазме.

Хемијски састав

Састав атмосфере варира са висином или удаљености од површине Земље. Састав, стање мешања и степен јонизације су одлучујући фактори за разликовање вертикалне структуре у слојевима атмосфере.

Мешавина гасова услед турбуленције је практично нула, а њене гасне компоненте се брзо раздвајају дифузијом.

У егзосфери, мешавина гасова је ограничена температурним градијентом. Мешавина гасова услед турбуленције практично је нула, а њене гасне компоненте брзо се раздвајају дифузијом. Изнад 600 км надморске висине, појединачни атоми могу побјећи из гравитацијске силе Земље.

Ексосфера садржи ниске концентрације лаких гасова као што су водоник и хелијум. Ови гасови су веома распршени у овом слоју, са веома великим шупљинама између њих.

Ексосфера такође има и друге мање лаке гасове, као што је азот (Н2кисеоник (О2и угљен диоксид (ЦО2), али се налазе у близини ексобазе или баропавзе (зона ексосфере која граничи са термосфером или јоносфером).

Молекуларна брзина бекства из егзосфере

У егзосфери су молекуларне густине веома ниске, тј. Има врло мало молекула по јединици запремине, а већина ове запремине је празан простор.

Због чињенице да постоје огромни празни простори, атоми и молекули могу да се крећу на велике удаљености, а да се не сударе једни са другима. Вероватноћа судара између молекула је веома мала, практично нула.

У таквом одсуству судара, атоми водоника (Х) и хелијума (Хе), лакши и бржи, могу достићи брзине које им омогућавају да побегну из гравитационог поља привлачења планете и напусте егзосферу према међупланетарном простору.

Бјежање у простор водоникових атома из егзосфере (процијењено на 25.000 тона годишње) сигурно је допринијело великим промјенама у кемијском саставу атмосфере током цијеле геолошке еволуције..

Остали молекули у егзосфери, осим водоника и хелијума, имају ниске просјечне брзине и не достижу своју излазну брзину. За ове молекуле, брзина бекства у спољашњем простору је ниска, а излазак долази веома споро.

Температуре

У егзосфери концепт температуре као мера унутрашње енергије система, тј. Енергије молекуларног покрета, губи смисао, јер постоји врло мало молекула и пуно празног простора..

Научне студије извештавају о екстремно високим температурама у екзосфери, у просеку око 1500 К (1773 ° Ц), које остају константне са висином.

Функције

Ексосфера је дио магнетосфере, будући да се магнетосфера протеже између 500 км и 600.000 км од површине Земље..

Магнетосфера је област у којој магнетно поље планете одбија соларни ветар, који је напуњен честицама веома високе енергије, штетне за све познате облике живота..

Тако егзосфера представља слој заштите од честица високе енергије које емитује Сунце..

Референце

  1. Брассеур, Г. и Јацоб, Д. (2017). Моделирање атмосферске хемије. Цамбридге: Цамбридге Университи Пресс.
  2. Харгреавес, Ј.К. (2003). Соларна-земаљска средина. Цамбридге: Цамбридге Университи Пресс.
  3. Камеда, С., Тавров, А., Осада, Н., Мураками, Г., Кеиго, К. ет ал. (2018). ВУВ Спектроскопија за копнену егзопланетску ексосферу. Европски конгрес о планетарној науци 2018. ЕПСЦ Абстрацтс. Вол 12, ЕПСЦ2018-621.
  4. Ритцхие, Г. (2017). Атмоспхериц Цхемистри Окфорд: Ворлд Сциентифиц.
  5. Тинслеи, Б.А., Ходгес, Р.Р. и Рохрбаугх, Р.П. (1986). Монте Карло модели за земаљску ексосферу преко соларног циклуса. Часопис за геофизичка истраживања: Спаце Пхисицс Баннер. 91 (А12): 13631-13647. дои: 10.1029 / ЈА091иА12п13631.