Eksosferos savybės, cheminė sudėtis, funkcijos ir temperatūra



The eksosfera yra atokiausias planetos ar palydovo atmosferos sluoksnis, kuris sudaro viršutinę ribą arba sieną su išorine erdve. Žemės planetoje šis sluoksnis yra virš termosferos (arba jonosferos), nuo 500 km virš žemės paviršiaus.

Žemės egzosfera yra apie 10 000 km storio ir yra sudaryta iš dujų, kurios labai skiriasi nuo tų, kurios sudaro orą, kurį kvėpuojame Žemės paviršiuje.

Eksosferoje tiek dujinių molekulių tankis, tiek slėgis yra minimalūs, o temperatūra yra aukšta ir išlieka pastovi. Šiame sluoksnyje dujos yra išsklaidytos išeinant į kosmosą.

Indeksas

  • 1 Charakteristikos
    • 1.1 Elgesys
    • 1.2 Atmosferos savybės
    • 1.3. Exosferos fizinė būsena: plazma
  • 2 Cheminė sudėtis
    • 2.1. Išeinančios iš eksosferos molekulinis greitis
  • 3 Temperatūra
  • 4 Funkcijos
  • 5 Nuorodos

Savybės

Eksosfera yra pereinamasis sluoksnis tarp Žemės atmosferos ir tarpplanetinės erdvės. Ji pasižymi labai įdomiomis fizinėmis ir cheminėmis savybėmis, ji atitinka svarbias planetos apsaugos funkcijas.

Elgesys

Pagrindinė savybė, kuri apibrėžia egzosferą, yra tai, kad ji neveikia kaip dujinis skystis, kaip ir vidiniai atmosferos sluoksniai. Nuolat nuolat patenka į išorinę erdvę išsiskiriančios dalelės.

Eksosferos elgesys yra atskirų molekulių ar atomų, kurie seka savo trajektoriją sausumos gravitacijos lauke, rezultatas.

Atmosferos savybės

Atmosferos savybės yra: slėgis (P), sudedamųjų dujų tankis arba koncentracija (molekulių skaičius / V, kur V yra tūris), sudėtis ir temperatūra (T). Kiekviename atmosferos sluoksnyje šios keturios savybės skiriasi.

Šie kintamieji neveikia savarankiškai, bet yra susiję su dujų teise:

P = d.R.T, kur d = molekulių skaičius / V ir R yra dujų konstanta.

Šis įstatymas įvykdomas tik tuo atveju, jei tarp dujų, sudarančių dujas, yra pakankamai sukrėtimų.

Apatiniuose atmosferos sluoksniuose (troposferoje, stratosferoje, mezosferoje ir termosferoje) dujų mišinys, sudarantis jį, gali būti traktuojamas kaip suslėgtas dujų arba skysčio, kurio temperatūra, slėgis ir tankis yra susiję su įstatymu. dujų.

Didinant aukštį arba atstumą iki žemės paviršiaus, žymiai sumažėja dujų dujų molekulių susidūrimo slėgis ir dažnis.

600 kilometrų aukštyje ir aukščiau šio lygio, mes turime atsižvelgti į atmosferą kitu būdu, nes jis nebeturi dujų ar homogeninio skysčio.

Egzosferos fizinė būsena: plazma

Fizinė egzosferos būsena yra plazmos, kuri apibrėžiama kaip ketvirtoji agregacijos būsena arba materijos būklė.

Plazma yra skysčio būsena, kur beveik visi atomai yra jonų pavidalu, ty visos dalelės turi elektros įkrovą ir yra laisvi elektronai, nesusiję su jokia molekule ar atomu. Jis gali būti apibrėžiamas kaip skysčio terpė dalelėms, turinčioms teigiamą ir neigiamą elektros krūvį, elektra neutrali.

Plazma pasižymi svarbiais kolektyviniais molekuliniais efektais, pvz., Reakcija į magnetinį lauką, formuojant struktūras, pvz., Spindulius, gijas ir dvigubus sluoksnius. Fizinė plazmos, kaip jonų ir elektronų suspensijos forma, būklė gali būti geras elektros laidininkas..

Tai labiausiai paplitusi fizinė būsena visatoje, sudaranti tarpplanetines, tarpžvaigždines ir tarpgalaktines plazmas..

Cheminė sudėtis

Atmosferos sudėtis priklauso nuo aukščio arba atstumo iki Žemės paviršiaus. Kompozicija, maišymo būsena ir jonizacijos laipsnis yra lemiami veiksniai, siekiant atskirti vertikalią struktūrą atmosferos sluoksniuose..

Dujų mišinys dėl turbulencijos yra praktiškai nulinis, o jo dujiniai komponentai greitai išskiriami difuzijos būdu.

Eksosferoje dujų mišinį riboja temperatūros gradientas. Dujų mišinys dėl turbulencijos yra beveik nulinis, o jo dujiniai komponentai greitai išskiriami difuzijos būdu. Aukščiau nei 600 km aukštyje atskiri atomai gali pabėgti nuo žemės gravitacijos traukos jėgos.

Eksosferoje yra nedidelių lengvųjų dujų, tokių kaip vandenilis ir helis, koncentracija. Šios dujos yra labai išsklaidytos šiame sluoksnyje, tarp jų yra labai didelių ertmių.

Eksosferoje taip pat yra kitų mažiau šviesių dujų, tokių kaip azotas (N2), deguonis (O2) ir anglies dioksido (CO2), tačiau jie yra netoli eksobazės ar baropauzės (eksosferos zona, kuri ribojasi su termosfera arba jonosfera).

Išvykimo iš eksosferos molekulinis greitis

Eksosferoje molekulinė tankis yra labai mažas, ty yra mažai molekulių viename tūrio vienete, o didžioji šio tūrio dalis yra tuščia..

Atsižvelgiant į tai, kad yra didelių tuščių erdvių, atomai ir molekulės gali judėti dideliais atstumais, nesusitraukdami vienas su kitu. Susidūrimų tarp molekulių tikimybė yra labai maža, praktiškai nulio.

Tokiu atveju nesant susidūrimų, vandenilio atomai (H) ir helis (He), lengvesni ir greitesni, gali pasiekti greitį, leidžiantį jiems pabėgti nuo planetos gravitacinio traukos lauko ir palikti eksosferą į tarpplanetinę erdvę..

Išvykimas į vandenilio atomų erdvę iš eksosferos (apskaičiuota 25 000 tonų per metus) neabejotinai prisidėjo prie didelių atmosferos sudėties pokyčių per visą geologinę evoliuciją..

Likusios eksosferos molekulės, išskyrus vandenilį ir helį, turi mažą vidutinį greitį ir nepasiekia savo evakuacijos greičio. Šių molekulių atveju pabėgimo greitis į kosmosą yra mažas, o pabėgimas vyksta labai lėtai.

Temperatūra

Eksosferoje temperatūros sąvoka kaip sistemos vidinės energijos matas, ty molekulinio judėjimo energija, praranda prasmę, nes yra labai mažai molekulių ir daug tuščios vietos.

Moksliniai tyrimai parodė, kad eksosferoje yra vidutiniškai 1500 K (1773 ° C), kurios išlieka pastovios su aukščiu..

Funkcijos

Eksosfera yra magnetosferos dalis, nes magnetosfera yra nuo 500 iki 600 000 km nuo Žemės paviršiaus..

Magnetosfera yra sritis, kurioje planetos magnetinis laukas nukreipia saulės vėją, kuris yra pakrautas su labai didelės energijos dalelėmis, kenksmingomis visoms žinomoms gyvenimo formoms..

Taip egzosfera yra apsaugos nuo saulės spinduliuojančių dalelių sluoksnis..

Nuorodos

  1. Brasseur, G. ir Jacob, D. (2017). Atmosferos chemijos modeliavimas. Kembridžas: ​​„Cambridge University Press“.
  2. Hargreaves, J.K. (2003). Saulės ir sausumos aplinka. Kembridžas: ​​„Cambridge University Press“.
  3. Kameda, S., Tavrov, A., Osada, N., Murakami, G., Keigo, K. et al. (2018). VUV spektroskopija sausumos eksoplanetinei eksosferai. Europos planetų mokslo kongresas 2018. EPSC Abstracts. 12, EPSC2018-621.
  4. Ritchie, G. (2017). Atmosferos chemija Oksfordas: World Scientific.
  5. Tinsley, B.A., Hodges, R.R. ir Rohrbaugh, R.P. (1986). Monte Carlo modeliai sausumos eksosferai per saulės ciklą. Geofizinių tyrimų žurnalas: kosmoso fizikos reklama. 91 (A12): 13631-13647. doi: 10.1029 / JA091iA12p13631.