Exosfera é, características, composição, funções

Qual é a exosfera?

O exosfera É a camada mais externa da atmosfera de um planeta ou um satélite, constituindo o limite ou borda superior com o espaço externo. No Planeta Terra, essa camada se estende acima da termosferia (ou ionosfera), a partir de 500 km de altura na superfície da Terra.

A exosfera terrestre tem cerca de 10.000 km de espessura e consiste em gases muito diferentes daqueles que constituem o ar que respiramos na superfície da terra.

Terras da atmosfera da Terra. Fonte: Esteban1216 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)], da Wikimedia comunica a exosfera tanto a densidade das moléculas de gás quanto a pressão são mínimas, enquanto a temperatura é alta e permanece constante. Nesta camada, os gases são dispersos escapando em direção ao espaço externo.

Características da exosfera

A exosfera constitui a camada de transição entre a atmosfera da terra e o espaço interplanetário. Tem características físicas e químicas muito interessantes e cumpre funções importantes do planeta Terra.

Comportamento

A principal característica que define a exosfera é que ela não se comporta como um líquido gasoso, como as camadas internas da atmosfera. As partículas que constituem fuga para o espaço externo constantemente.

O comportamento da exosfera é o resultado de um conjunto de moléculas ou átomos individuais, que seguem sua própria trajetória no campo gravitacional da terra.

Propriedades da atmosfera

As propriedades que definem a atmosfera são: a pressão (p), a densidade ou concentração dos gases constituintes (número de moléculas/v, onde v é o volume), a composição e a temperatura (t). Em cada camada da atmosfera, essas quatro propriedades variam.

Essas variáveis ​​não agem de forma independente, mas estão relacionadas pela lei de gás:

P = d.R.T, onde d = número de moléculas/v e r é a constante de gás.

Esta lei é cumprida apenas se houver confrontos suficientes entre as moléculas que constituem o gás.

Nas camadas inferiores da atmosfera (troposfera, estratosfera, mesosfera e Termosfera), a mistura de gases que a compõem pode ser tratada como um gás ou fluido que pode ser comprimido, cuja temperatura, pressão e densidade são relacionadas através da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei da lei, os gases.

Ao aumentar a altura ou distância da superfície da Terra, a pressão e a frequência dos choques entre as moléculas de gases diminuem consideravelmente.

A 600 km de altura e acima desse nível, a atmosfera deve ser considerada de uma maneira diferente, pois não se comporta mais como um gás ou um líquido homogêneo.

Estado físico da exosfera: plasma

O estado físico da exosfera é o do plasma, que é definido como o quarto estado de agregação ou estado físico da questão.

O plasma é um estado de fluido, onde praticamente todos os átomos estão em forma iônica, ou seja, todas as partículas têm cargas elétricas e há presença de elétrons livres, não ligados a qualquer molécula ou átomo. Pode ser definido como um meio fluido de partículas com cargas elétricas positivas e negativas, eletricamente neutra.

O plasma apresenta importantes efeitos moleculares coletivos, como sua resposta a um campo magnético, formando estruturas como raios, filamentos e camadas duplas. O estado físico do plasma, como uma mistura na forma de suspensão de íons e elétrons, tem a propriedade de ser um bom condutor de eletricidade.

É o estado físico mais comum no universo, formando plasmas interstelares, interestelares e intergaláticos.

Composição química da exosfera

A composição da atmosfera varia com a altitude ou distância da superfície da terra. A composição, o status de mistura e o grau de ionização, estão determinando fatores para distinguir a estrutura vertical nas camadas da atmosfera.

A mistura de gás devido à turbulência é praticamente nula, e seus componentes gasosos são rapidamente separados por difusão.

Na exosfera, a mistura de gás é restrita pelo gradiente de temperatura. A mistura de gás devido à turbulência é praticamente nula, e seus componentes gasosos são rapidamente separados por difusão. Acima de 600 km de altitude, os átomos individuais podem escapar da força de atração gravitacional terrestre.

A exosfera contém baixas concentrações de gases leves, como hidrogênio e hélio. Esses gases estão muito espalhados nesta camada, com espaços vazios muito grandes entre eles.

A exosfera também tem outros gases menos leves, como nitrogênio (n₂), oxigênio (ou₂) e dióxido de carbono (CO₂), mas estes estão localizados perto do Exobse ou BaroPousa (área da exosfera que limita com a Termosfera ou ionosfera).

Velocidade molecular da exosfera

Na exosfera, as densidades moleculares são muito baixas, ou seja, existem muito poucas moléculas por unidade de volume, e a maior parte deste volume é um espaço vazio.

Devido ao fato de haver enormes espaços vazios, átomos e moléculas podem se mover para grandes distâncias sem colidir um com o outro. As chances de choque entre as moléculas são muito pequenas, praticamente nulas.

Na ausência de colisões, os átomos de hidrogênio (H) e o hélio (HE), mais leves e mais rápidos, podem atingir essas velocidades que lhes permitem escapar do campo de atração gravitacional do planeta e deixar a exosfera em direção ao espaço interplanetário.

A fuga para átomos de hidrogênio da exosfera (estimada em cerca de 25.000 toneladas por ano), contribuiu para mudanças certamente importantes na composição química da atmosfera em toda a evolução geológica.

O restante das moléculas na exosfera, além de hidrogênio e hélio, tem baixas velocidades médias e não atingem a velocidade de escape. Para essas moléculas, a taxa de exaustão para o espaço externo é baixa e o escapamento ocorre muito lentamente.

Temperatura

Na exosfera, o conceito de temperatura como medida da energia interna de um sistema, isto é, da energia do movimento molecular, perde significado, uma vez que existem muito poucas moléculas e muito espaço vazio.

Estudos científicos relatam temperaturas na exosfera extremamente alta, da ordem de 1500 K (1773 ° C) em média, que permanecem constantes com a altura.

Funções da exosfera

A exosfera faz parte da magnetosfera, já que a magnetosfera se estende entre 500 km e 600.000 km da superfície da Terra.

A magnetosfera é a área em que o campo magnético de um planeta desvia para o vento solar, que é carregado com partículas de energia muito alta, prejudiciais a todas as formas de vida conhecidas.

É assim que a exosfera constitui uma camada de proteção contra as partículas de alta energia emitidas pelo sol.

Referências

1. Brasseur, g. e Jacob, D. (2017). Modelagem da química atmosférica. Cambridge: Cambridge University Press.
2. Hargreaves, j.K. (2003). O ambiente solar-terrestre. Cambridge: Cambridge University Press.