Exosfera: características, composição, funções e temperatura

Última actualización: fevereiro 22, 2024
Autor: y7rik

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A exosfera é a camada mais externa da atmosfera terrestre, localizada acima da termosfera e da ionosfera. É uma região extremamente rarefeita, onde as partículas de gás estão tão dispersas que podem viajar centenas de quilômetros sem colidir umas com as outras. Composta principalmente por átomos de hidrogênio, hélio e oxigênio, a exosfera desempenha um papel fundamental na proteção do planeta contra a radiação solar e cósmica. Suas baixas temperaturas podem variar de -100°C a 2.500°C, dependendo da atividade solar e da altitude. Apesar de sua importância para a proteção da Terra, a exosfera ainda é uma região pouco compreendida e estudada pela ciência.

Qual a finalidade da exosfera na atmosfera terrestre?

A exosfera é a camada mais externa da atmosfera terrestre, localizada acima da termosfera. Apesar de ser a camada mais distante da superfície do planeta, a exosfera desempenha um papel crucial em algumas funções atmosféricas importantes.

Em termos de composição, a exosfera é composta principalmente por átomos de hidrogênio e hélio, além de pequenas quantidades de outros gases como oxigênio e nitrogênio. Devido à sua baixa densidade, os átomos nesta região estão muito dispersos e têm maior liberdade de movimento em comparação com as camadas inferiores da atmosfera.

Uma das principais funções da exosfera é servir como a camada onde ocorrem as órbitas dos satélites artificiais. A baixa densidade de partículas na exosfera permite que os satélites se movam livremente sem sofrer resistência significativa, facilitando assim a comunicação, a observação da Terra e outras atividades espaciais.

Além disso, a exosfera desempenha um papel importante na proteção do planeta contra a radiação solar e os ventos solares. Os átomos na exosfera absorvem parte da radiação nociva, ajudando a proteger a Terra e suas camadas atmosféricas inferiores.

Em relação à temperatura, a exosfera pode atingir temperaturas extremamente altas devido à absorção de radiação solar. No entanto, devido à baixa densidade de partículas, a temperatura na exosfera não é facilmente perceptível, pois as partículas não transferem calor facilmente umas para as outras.

Em suma, a exosfera desempenha um papel crucial na proteção da Terra contra a radiação solar, na facilitação das atividades espaciais e na regulação da temperatura na atmosfera terrestre. Apesar de ser a camada mais distante da superfície, a exosfera desempenha um papel essencial em manter o equilíbrio e a estabilidade do nosso planeta.

A importância das funções desempenhadas pela termosfera para a atmosfera terrestre.

A exosfera é a camada mais externa da atmosfera terrestre, situada acima da termosfera. Apesar de ser pouco densa, desempenha funções essenciais para o equilíbrio atmosférico e para a proteção do nosso planeta.

Em primeiro lugar, a exosfera atua como uma barreira protetora contra a radiação solar e os raios cósmicos. Graças à sua composição de gases raros, como o hélio e o hidrogênio, ela absorve parte dessas radiações nocivas, evitando danos à superfície terrestre e aos seres vivos que nela habitam.

Além disso, a exosfera desempenha um papel fundamental na regulação da temperatura global. Ao interagir com a termosfera e a ionosfera, ela influencia os processos de aquecimento e resfriamento da atmosfera, contribuindo para a manutenção do clima terrestre.

Por fim, a exosfera também é responsável pela retenção de partículas provenientes do espaço, como meteoroides e poeira cósmica. Esses elementos, ao entrarem em contato com essa camada, são desacelerados e capturados pela gravidade terrestre, impedindo que atinjam a superfície e causem impactos negativos.

Em resumo, a exosfera, apesar de sua baixa densidade, exerce funções vitais para a atmosfera terrestre, protegendo-a contra as radiações solares, regulando a temperatura global e retendo partículas espaciais. Sua importância não pode ser subestimada, pois sem ela a vida na Terra estaria exposta a diversas ameaças do espaço exterior.

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Funções específicas das camadas da atmosfera: o que cada uma delas desempenha?

As camadas da atmosfera desempenham funções específicas que são essenciais para a manutenção da vida na Terra. Cada uma delas possui características únicas e contribui de forma distinta para o equilíbrio do nosso planeta.

A exosfera é a camada mais externa da atmosfera terrestre, situada acima da termosfera. É caracterizada pela baixa densidade de partículas e pela presença de gases leves, como hélio e hidrogênio. Sua temperatura pode atingir até 2000°C devido à intensa radiação solar.

Apesar de ser pouco densa, a exosfera desempenha um papel fundamental na proteção do planeta contra a radiação ultravioleta e os ventos solares. Ela ajuda a manter a temperatura da Terra estável e protege a superfície dos efeitos nocivos do espaço.

Além disso, a exosfera também está envolvida no processo de formação das auroras boreais e austrais, fenômenos fascinantes que ocorrem nas regiões polares devido à interação entre os ventos solares e os gases atmosféricos.

Em resumo, a exosfera desempenha um papel crucial na proteção do planeta e na regulação do clima global. Suas características únicas e sua composição especial a tornam uma parte essencial da atmosfera terrestre.

Características principais da estratosfera: o que você precisa saber sobre essa camada atmosférica.

A estratosfera é uma camada da atmosfera terrestre localizada logo acima da troposfera e abaixo da mesosfera. É caracterizada pela presença da camada de ozônio, que absorve grande parte da radiação ultravioleta vinda do Sol, protegendo assim a vida na Terra. Além disso, a estratosfera possui uma temperatura que aumenta com a altitude, ao contrário da troposfera, onde a temperatura diminui à medida que se sobe.

Uma das principais características da estratosfera é a presença de ventos fortes e constantes, conhecidos como correntes de jato. Esses ventos são responsáveis por transportar poluentes e aerossóis de um lugar para outro, influenciando assim a qualidade do ar em diferentes regiões do planeta.

Outro aspecto importante da estratosfera é a sua estabilidade atmosférica, o que a torna ideal para a realização de voos de longa distância, já que as condições climáticas são mais previsíveis e menos sujeitas a turbulências.

Exosfera: características, composição, funções e temperatura

A exosfera é a camada mais externa da atmosfera terrestre, localizada acima da termosfera e se estendendo até o espaço sideral. É uma região quase sem ar, onde as moléculas estão tão distantes umas das outras que raramente colidem.

Esta camada atmosférica é composta principalmente por átomos de hidrogênio e hélio, além de pequenas quantidades de outras partículas, como oxigênio e nitrogênio. Devido à baixa densidade de partículas, a exosfera não possui pressão atmosférica significativa e é onde os satélites artificiais orbitam a Terra.

Uma das principais funções da exosfera é proteger a Terra contra a radiação solar e os ventos solares, atuando como uma barreira protetora para nosso planeta. Além disso, a exosfera é responsável por refletir e dispersar a luz solar, contribuindo para o fenômeno da aurora boreal.

Em relação à temperatura, a exosfera pode atingir valores extremos, variando de centenas de graus Celsius durante o dia, devido à exposição direta ao Sol, a temperaturas próximas do zero absoluto durante a noite, devido à falta de atmosfera para reter o calor.

Exosfera: características, composição, funções e temperatura

A exosfera é a camada mais externa da atmosfera de um planeta ou satélite, constituindo o limite superior ou a fronteira com o espaço sideral. No planeta Terra, essa camada se estende acima da termosfera (ou ionosfera), a partir de 500 km acima da superfície da Terra.

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A atmosfera da Terra tem cerca de 10.000 km de espessura e é composta por gases muito diferentes daqueles que constituem o ar que respiramos na superfície da Terra.

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Figura 1. Camadas da atmosfera da Terra. Fonte: Esteban1216 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], do Wikimedia Commons
Na exosfera, tanto a densidade das moléculas gasosas quanto a pressão são mínimas, enquanto a temperatura é alta e permanece constante. Nesta camada, os gases dispersam escapando para o espaço sideral.

Caracteristicas

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

Comportamento

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

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 dos gases:

P = dRT, onde d = número de moléculas / V e R é a constante de gás.

Esta lei só é cumprida se houver choques 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 estão relacionadas pela lei de os gases

À medida que a altura ou a distância da superfície da Terra aumenta, a pressão e a frequência das colisões entre as moléculas de gás diminuem consideravelmente.

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

Estado físico da exosfera: o plasma

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

O plasma é um estado de fluido, onde praticamente todos os átomos estão na forma iônica, ou seja, todas as partículas têm cargas elétricas e existe a presença de elétrons livres, não ligados a nenhuma molécula ou átomo. P ode ser definido como um meio fluido de partículas com cargas positivas e negativas eléctrico electricamente neutras.

O plasma tem 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 uma 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 interplanetários, interestelares e intergaláticos.

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Figura 2. Atmosfera da Terra, no fundo a lua. Fonte: NASA [Domínio público], via Wikimedia Commons

Composição química

A composição da atmosfera varia com a altitude ou a distância da superfície da Terra. A composição, o estado de mistura e o grau de ionização são fatores determinantes para distinguir a estrutura vertical nas camadas da atmosfera.

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A mistura de gases devido à turbulência é praticamente nula e seus componentes gasosos se separam rapidamente por difusão.

Na exosfera, a mistura de gases é restringida pelo gradiente de temperatura. A mistura de gases devido à turbulência é praticamente nula e seus componentes gasosos se separam rapidamente por difusão. Acima de 600 km de altitude, átomos individuais podem escapar da força da atração gravitacional na Terra.

A exosfera contém baixas concentrações de gases leves, como hidrogênio e hélio. Esses gases são muito dispersos nessa camada, com grandes espaços vazios entre eles.

A exosfera também possui em sua composição outros gases menos leves, como nitrogênio (N 2 ), oxigênio (O 2 ) e dióxido de carbono (CO 2 ), mas estes estão localizados próximos à exobase ou baropausa (área da exosfera que limita com a termosfera ou ionosfera).

Velocidade molecular de escape da exosfera

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

Como existem enormes espaços vazios, átomos e moléculas podem percorrer grandes distâncias sem colidir entre si. As chances de colisões entre moléculas são muito pequenas, praticamente nulas.

Na ausência de colisões, os átomos de hidrogênio (H) e hélio (He), mais leves e rápidos, podem atingir velocidades que lhes permitem escapar do campo de atração gravitacional do planeta e sair da exosfera para o espaço interplanetário .

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

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

Temperatura

Na exosfera, o conceito de temperatura como uma 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 extremamente altas na exosfera, da ordem de 1500 K (1773 ° C) em média, que permanecem constantes com a altura.

Funções

A exosfera faz parte da magnetosfera, uma vez 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 o vento solar, 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 partículas de alta energia emitidas pelo Sol.

Referências

  1. Brasseur, G. e Jacob, D. (2017). Modelagem de Química Atmosférica. Cambridge: Cambridge University Press.
  2. Hargreaves, JK (2003). O ambiente solar-terrestre. Cambridge: Cambridge University Press.
  3. Kameda, S., Tavrov, A., Osada, N., Murakami, G., Keigo, K. et al . (2018). Espectroscopia VUV para exosfera exoplanetária terrestre. Congresso Europeu de Ciência Planetária 2018. EPSC Abstracts. Vol. 12, EPSC2018-621.
  4. Ritchie, G. (2017). Química Atmosférica Oxford: World Scientific.
  5. Tinsley, BA, Hodges, RR e Rohrbaugh, RP (1986). Modelos de Monte Carlo para a exosfera terrestre durante um ciclo solar. Jornal de Pesquisa Geofísica: Bandeira da Física Espacial. 91 (A12): 13631-13647. doi: 10.1029 / JA091iA12p13631.

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