L'exosphère est, caractéristiques, composition, fonctions

Quelle est l'exosphère?

La exosphère C'est la couche la plus externe de l'atmosphère d'une planète ou d'un satellite, constituant la limite supérieure ou la bordure avec l'espace extérieur. Sur la planète Terre, cette couche s'étend au-dessus de la thermosfera (ou ionosphère), de 500 km de haut sur la surface de la Terre.

L'exosphère terrestre en a environ 10.000 km d'épaisseur et se compose de gaz très différents de ceux qui constituent l'air que nous respirons à la surface de la terre.

Terres de l'atmosphère terrestre. Source: Esteban1216 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)], d'après Wikimedia Communse, l'exosphère à la fois la densité des molécules de gaz et la pression sont minimes, tandis que la température est élevée et reste constante. Dans cette couche, les gaz sont dispersés s'échappant vers l'espace.

Caractéristiques de l'exosphère

L'exosphère constitue la couche de transition entre l'atmosphère de la Terre et l'espace interplanétaire. Il a des caractéristiques physiques et chimiques très intéressantes et remplit des fonctions importantes de la planète Terre.

Comportement

La principale caractéristique qui définit l'exosphère est qu'elle ne se comporte pas comme un liquide gazeux, comme les couches intérieures de l'atmosphère. Les particules qui constituent une évasion à l'espace externe constamment.

Le comportement de l'exosphère est le résultat d'un ensemble de molécules ou d'atomes individuels, qui suivent leur propre trajectoire dans le champ gravitationnel terrestre.

Propriétés de l'atmosphère

Les propriétés qui définissent l'atmosphère sont: la pression (P), la densité ou la concentration des gaz constituants (nombre de molécules / V, où V est le volume), la composition et la température (T). Dans chaque couche de l'atmosphère, ces quatre propriétés varient.

Ces variables n'agissent pas indépendamment, mais sont liées par la loi sur le gaz:

P = D.R.T, où d = nombre de molécules / v et r est la constante de gaz.

Cette loi n'est remplie que s'il y a suffisamment d'affrontements entre les molécules qui constituent le gaz.

Dans les couches inférieures de l'atmosphère (troposphère, stratosphère, mésosphère et Termosfera), le mélange de gaz qui se réalise peut être traité comme un gaz ou un liquide qui peut être comprimé, dont la température, la pression et la densité sont liées par la loi de la loi de la loi de la loi de la loi de les gaz.

En augmentant la hauteur ou la distance à la surface de la Terre, la pression et la fréquence des chocs entre les molécules de gazon diminuent considérablement.

À 600 km de haut et au-dessus de ce niveau, l'atmosphère doit être considérée d'une manière différente, car elle ne se comporte plus comme un gaz ou un fluide homogène.

État physique de l'exosphère: plasma

L'état physique de l'exosphère est celui du plasma, qui est défini comme le quatrième état d'agrégation ou l'état physique de la question.

Le plasma est un état de liquide, où pratiquement tous les atomes sont sous forme ionique, c'est-à-dire que toutes les particules ont des charges électriques et il y a une présence d'électrons libres, non liés à une molécule ou à l'atome. Il peut être défini comme un milieu fluide de particules avec des charges électriques positives et négatives, électriquement neutre.

Le plasma présente d'importants effets moléculaires collectifs, tels que sa réponse à un champ magnétique, formant des structures telles que les rayons, les filaments et les doubles couches. L'état physique du plasma, en tant que mélange sous forme de suspension des ions et des électrons, a la propriété d'être un bon conducteur d'électricité.

C'est l'état physique le plus courant de l'univers, formant des plasmas interplanétaires, interstellaires et intergalactiques.

Composition chimique de l'exosphère

La composition de l'atmosphère varie avec l'altitude ou la distance à la surface de la terre. La composition, l'état de mélange et le degré d'ionisation, sont des facteurs déterminants pour distinguer la structure verticale dans les couches de l'atmosphère.

Le mélange de gaz due à la turbulence est pratiquement nul, et ses composants gazeux sont rapidement séparés par diffusion.

Dans l'exosphère, le mélange de gaz est limité par le gradient de température. Le mélange de gaz due à la turbulence est pratiquement nul, et ses composants gazeux sont rapidement séparés par diffusion. Au-dessus de 600 km d'altitude, les atomes individuels peuvent échapper à la force d'attraction gravitationnelle terrestre.

L'exosphère contient de faibles concentrations de gaz légers tels que l'hydrogène et l'hélium. Ces gaz sont très dispersés dans cette couche, avec de très grands espaces vides entre eux.

L'exosphère a également d'autres gaz moins légers, comme l'azote (n₂), oxygène (ou₂) et le dioxyde de carbone (CO₂), mais celles-ci sont situées près de l'Exobse ou de Baropousa (zone de l'exosphère qui limite le Termosfera ou l'ionosphère).

Vitesse moléculaire de l'exosphère

Dans l'exosphère, les densités moléculaires sont très faibles, c'est-à-dire qu'il y a très peu de molécules par unité de volume, et la plupart de ce volume est un espace vide.

En raison du fait qu'il y a d'énormes espaces vides, les atomes et les molécules peuvent se déplacer vers de grandes distances sans entrer en collision les uns avec les autres. Les chances de choc entre les molécules sont très petites, pratiquement nuls.

En une telle absence de collisions, les atomes d'hydrogène (H) et l'hélium (HE), plus légers et plus rapides, peuvent atteindre ces vitesses qui leur permettent d'échapper au champ d'attraction gravitationnelle de la planète et de laisser l'exosphère vers l'espace interplanétaire.

L'évasion vers les atomes d'hydrogène de l'exosphère (estimée à environ 25.000 tonnes par an), a contribué à des changements certainement importants dans la composition chimique de l'atmosphère tout au long de l'évolution géologique.

Les autres molécules de l'exosphère, en dehors de l'hydrogène et de l'hélium, ont de faibles vitesses moyennes et n'atteignent pas leur vitesse d'échappement. Pour ces molécules, le taux d'échappement à l'espace est faible et l'échappement se produit très lentement.

Température

Dans l'exosphère, le concept de température comme mesure de l'énergie interne d'un système, c'est-à-dire, de l'énergie du mouvement moléculaire, perd du sens, car il y a très peu de molécules et beaucoup d'espace vide.

Les études scientifiques rapportent en moyenne des températures dans l'exosphère extrêmement élevée, de l'ordre de 1500 K (1773 ° C), qui restent constantes avec la hauteur.

Fonctions de l'exosphère

L'exosphère fait partie de la magnétosphère, car la magnétosphère s'étend entre 500 km et 600.000 km de la surface de la Terre.

La magnétosphère est la zone où le champ magnétique d'une planète se détourne vers le vent solaire, chargé de particules d'énergie très élevées, nocives pour toutes les formes de vie connues.

C'est ainsi que l'exosphère constitue une couche de protection contre les particules de haute énergie émises par le soleil.

Les références

1. Brasseur, G. et Jacob, D. (2017). Modélisation de la chimie atmosphérique. Cambridge: Cambridge University Press.
2. Hargreaves, J.K. (2003). L'environnement solaire-terrestre. Cambridge: Cambridge University Press.