שכבת האטמוספרה שבה הכבידה נעלמת היא האקוספירה. האטמוספרה היא שכבת הגזים המקיפה את כדור הארץ; הוא ממלא פונקציות שונות, מכיל את החמצן הדרוש לחיים, מגן מפני קרני שמש וסוכנים חיצוניים כמו מטאוריטים ואסטרואידים.
הרכב האטמוספרה הוא ברובו חנקן, אך הוא גם מורכב מחמצן ויש בו ריכוז קטן מאוד של גזים אחרים כמו אדי מים, ארגון ופחמן דו חמצני.
למרות שזה אולי לא נראה ככה, האוויר כבד, והאוויר בשכבות העליונות דוחף את האוויר בשכבות התחתונות, וגורם לריכוז אוויר גדול יותר בשכבות התחתונות.
תופעה זו מכונה לחץ אטמוספרי. גבוה יותר באטמוספרה, הוא הופך פחות צפוף.
מסמן את גבול סוף האווירה בגובה של 10,000 ק"מ. מה שמכונה קו קארמן.
שכבות האווירה
האטמוספרה מחולקת לחמש שכבות, הטרופוספירה, הסטרטוספרה, המזוספרה, התרמוספירה והאקוספירה.
הטרופוספירה היא השכבה שנמצאת בין פני כדור הארץ לגובה של בין 10 ל -15 ק"מ. זוהי השכבה היחידה באטמוספירה המאפשרת התפתחות חיים, ושם מתרחשות תופעות מטאורולוגיות.
הסטרטוספירה היא השכבה המשתרעת בין 10-15 ק"מ לגובה 40-45 ק"מ. בשכבה זו שכבת האוזון, בגובה של כ- 40 ק"מ, וזה מה שמגן עלינו מפני קרני השמש המזיקות.
המזוספרה היא השכבה הדקה ביותר של האטמוספרה, הנמשכת עד לגובה של 85-90 ק"מ. שכבה זו חשובה מאוד, מכיוון שהיא זו שמאטה את המטאוריטים הקטנים שמתרסקים על רקע השמיים היבשתיים.
התרמוספירה היא השכבה הרחבה ביותר באטמוספירה, עם טמפרטורה שיכולה להגיע לאלפי מעלות צלזיוס, היא עמוסה בחומרים טעונים באנרגיה של השמש.
האקוספירה היא השכבה הרחוקה ביותר משטח כדור הארץ. זה נמשך בין 600-800 ק"מ ל 9,000-10,000.
סוף האקוספירה אינו מוגדר היטב, שכן בשכבה זו, הנמצאת במגע עם החלל החיצון, הבריחים האטומים מה שמקשה על מגבלתם. הטמפרטורה בשכבה זו למעשה אינה משתנה, והתכונות הפיזיקו-כימיות של האוויר כאן נעלמות.
אקוספירה: השכבה בה כוח המשיכה נעלם
האקוספירה היא אזור המעבר בין האטמוספרה לחלל החיצון. כאן לוויינים מטאורים מטאורולוגיים המסתובבים באוויר. הם נמצאים בשכבה זו של האטמוספירה מכיוון שהשפעת הכובד כמעט ואינה קיימת.
צפיפות האוויר כמעט זניחה גם בגלל כוח המשיכה הנמוך שלה, והאטומים בורחים מכיוון שכוח הכבידה אינו דוחף אותם לעבר פני האדמה.
באקוספירה יש גם את הזרימה או הפלזמה, אשר מבחוץ נראים כמו חגורות ואן אלן.
האקוספירה מורכבת מחומרים פלזמיים, שבהם היינון של המולקולות מהווה שדה מגנטי, וזו הסיבה שהיא מכונה גם המגנטוספרה.
אף על פי שבמקומות רבים נעשה שימוש להחלפה בשם exosphere או magnetosphere, אך יש לעשות הבחנה בין השניים. השניים תופסים את אותו מקום, אך המגנטוספרה נמצאת בתוך האקוספירה.
המגנטוספרה נוצרת על ידי יחסי גומלין של כדור הארץ ורוח השמש ומגן על כדור הארץ מפני קרינת השמש וקרניים קוסמיות.
החלקיקים מוסבים לכיוון הקטבים המגנטיים הגורמים לאורות צפון ודרום. המגנטוספרה נגרמת על ידי השדה המגנטי המיוצר על ידי ליבת הברזל של כדור הארץ, שיש בו חומרים טעונים חשמלית.
כמעט לכל כוכבי הלכת במערכת השמש, למעט ונוס ומאדים, יש מגנטוספרה המגנה עליהם מפני רוח השמש.
אם המגנטוספרה לא הייתה קיימת, קרינת השמש הייתה מגיעה לפני השטח וגורמת לאובדן מי הפלנטה.
השדה המגנטי שנוצר על ידי המגנטוספרה, גורם לחלקיקי האוויר של הגזים הקלים להיות מספיק מהירות כדי לברוח לחלל החיצון.
מכיוון שהשדה המגנטי אליו הם נתונים מגדיל את מהירותם, וכוח הכבידה של כדור הארץ אינו מספיק בכדי לעצור חלקיקים אלה.
בכך שלא סובל מהשפעת כוח הכבידה, מולקולות האוויר מפוזרות יותר מאשר בשכבות אחרות באטמוספירה. על ידי צפיפות נמוכה יותר, ההתנגשויות המתרחשות בין מולקולות אוויר נדירות בהרבה.
לכן המולקולות שנמצאות בחלק הגבוה ביותר הן בעלות מהירות רבה יותר ויכולות לברוח מכובד האדמה.
לתת דוגמה ולהקל על ההבנה, בשכבות העליונות של האקוספירה שבה הטמפרטורה היא סביב 700 מעלות צלזיוס. אטומי מימן מהירים בממוצע 5 ק"מ לשנייה.
אך ישנם אזורים בהם אטומי מימן יכולים להגיע ל -10.8 קמ"ש / שזו המהירות הנחוצה כדי להתגבר על כוח הכבידה בגובה זה.
מכיוון שהמהירות תלויה גם במסה של המולקולות, ככל שהמסה גדולה יותר, כך תהיה המהירות הנמוכה יותר וייתכנו חלקיקים בחלק העליון של האקוספירה שאינם מגיעים למהירות הנחוצה כדי לברוח מכוח הכבידה, למרות היותם גובל בחלל החיצון.
הפניות
- DUNGEY, JW מבנה האקוספירה או הרפתקאות במרחב המהירות. גאופיזיקה, סביבת כדור הארץ, 1963, כרך א '. 503.
- SINGER, SF מבנה אקזוספרה של כדור הארץ. Journal of Geophysical Research, 1960, כרך א '. 65, לא 9, עמ '. 2577-2580.
- BRICE, Neil M. תנועה גורפת של המגנטוספרה. Journal of Geophysical Research, 1967, כרך א '. 72, לא 21, עמ '. 5193-5211.
- SPEISER, תיאודור ווסלי. מסלולי חלקיקים בגיליון הנוכחי של הדגם, המבוססים על המודל הפתוח של המגנטוספרה, עם יישומים לחלקיקים אורוראליים. Journal of Geophysical Research, 1965, כרך א '. 70, לא 7, עמ '. 1717-1728.
- דומינגז, הקטור. האווירה שלנו: כיצד להבין את שינויי האקלים. LD ספרים, 2004.
- SALVADOR DE ALBA, אנג'ל. הרוח באטמוספרה העליונה ויחסיה עם שכבת ה- E הספורדית. אוניברסיטת Complutense במדריד, שירות פרסומים, 2002.
- LAZO, ברוך הבא; CALZADILLA, אלכסנדר; ALAZO, קייטי. מערכת דינמית רוח-מגנטוספרה-יונוספרה-רוח: אפיון ומידול. פרס האקדמיה למדעים בקובה, 2008.