A camada da atmosfera na qual a gravidade desaparece é a exosfera. A atmosfera é a camada de gases que envolve a Terra; cumpre várias funções, contém o oxigênio necessário para a vida, protege dos raios solares e de agentes externos como meteoritos e asteróides.
A composição da atmosfera é principalmente de nitrogênio, mas também é composta de oxigênio e tem uma concentração muito pequena de outros gases, como vapor d'água, argônio e dióxido de carbono.
Embora possa não parecer, o ar é pesado, e o ar das camadas superiores empurra o ar das camadas inferiores, causando uma concentração maior de ar nas camadas inferiores.
Este fenômeno é conhecido como pressão atmosférica. Mais alto na atmosfera, ele se torna menos denso.
Marcando o limite do final da atmosfera com cerca de 10.000 km de altura. O que é conhecido como Linha Karman.
Camadas da atmosfera
A atmosfera é dividida em cinco camadas, a troposfera, a estratosfera, a mesosfera, a termosfera e a exosfera.
A troposfera é a camada que se localiza entre a superfície da Terra até uma altura entre 10 e 15 Km. É a única camada da atmosfera que permite o desenvolvimento da vida e onde ocorrem fenômenos meteorológicos.
A estratosfera é a camada que se estende de 10-15 km de altura a 40-45 km. Nesta camada está a camada de ozônio, a uma altura de cerca de 40 km, e é o que nos protege dos nocivos raios solares.
A mesosfera é a camada mais fina da atmosfera, que se estende até uma altura de 85-90 km de altura. Esta camada é muito importante, pois é a que retarda os pequenos meteoritos que se chocam contra o céu terrestre.
A termosfera é a camada mais ampla da atmosfera, com uma temperatura que pode chegar a milhares de graus Celsius, ela é repleta de materiais carregados com a energia do sol.
A exosfera é a camada mais distante da superfície da Terra. Isso se estende de 600-800 km a 9.000-10.000.
O fim da exosfera não está bem definido, pois nesta camada, que está em contato com o espaço sideral, os átomos escapam, dificultando muito sua limitação. A temperatura nesta camada praticamente não varia, e as propriedades físico-químicas do ar aqui desaparecem.
Exosfera: a camada em que a gravidade desaparece
A exosfera é a zona de trânsito entre a atmosfera e o espaço sideral. Aqui, os satélites meteorológicos de órbita polar estão suspensos no ar. Eles são encontrados nesta camada da atmosfera, pois o efeito da gravidade é quase inexistente.
A densidade do ar é quase desprezível também devido à sua baixa gravidade, e os átomos escapam, já que a gravidade não os empurra em direção à superfície da Terra.
Na exosfera também existe o fluxo ou plasma, que visto de fora se parece com os cintos de Van Allen.
A exosfera é composta por materiais de plasma, onde a ionização das moléculas forma um campo magnético, por isso também é conhecida como magnetosfera.
Embora em muitos lugares o nome exosfera ou magnetosfera seja usado alternadamente, uma distinção deve ser feita entre os dois. Os dois ocupam o mesmo lugar, mas a magnetosfera está contida na exosfera.
A magnetosfera é formada pela interação do magnetismo da Terra e do vento solar e protege a Terra da radiação solar e dos raios cósmicos.
As partículas são desviadas em direção aos pólos magnéticos, causando as luzes do norte e do sul. A magnetosfera é causada pelo campo magnético produzido pelo núcleo de ferro da Terra, que possui materiais carregados eletricamente.
Quase todos os planetas do sistema solar, com exceção de Vênus e Marte, têm uma magnetosfera que os protege do vento solar.
Se a magnetosfera não existisse, a radiação do sol atingiria a superfície causando a perda de água do planeta.
O campo magnético formado pela magnetosfera, faz com que as partículas de ar dos gases mais leves tenham velocidade suficiente para escapar para o espaço sideral.
Já que o campo magnético a que estão sujeitos aumenta sua velocidade, e a força gravitacional da Terra não é suficiente para deter essas partículas.
Por não sofrerem o efeito da gravidade, as moléculas de ar ficam mais dispersas do que em outras camadas da atmosfera. Por ter uma densidade mais baixa, as colisões que ocorrem entre as moléculas de ar são muito mais raras.
Portanto, as moléculas que estão na parte mais alta têm maior velocidade e podem escapar da gravidade da terra.
Para dar um exemplo e tornar mais fácil de entender, nas camadas superiores da exosfera onde a temperatura está em torno de 700ºC. os átomos de hidrogênio têm uma velocidade média de 5 km por segundo.
Mas existem áreas onde os átomos de hidrogênio podem chegar a 10,8 km / s, que é a velocidade necessária para superar a gravidade naquela altitude.
Como a velocidade também depende da massa das moléculas, quanto maior a massa, menor será a velocidade que terão, podendo haver partículas na parte superior da exosfera que não atingem a velocidade necessária para escapar da gravidade da Terra, apesar de serem fazendo fronteira com o espaço sideral.
Referências
- DUNGEY, JW A estrutura da exosfera ou aventuras no espaço de velocidade. Geophysics, The Earth's Environment, 1963, vol. 503.
- SINGER, SF Estrutura da exosfera terrestre. Journal of Geophysical Research, 1960, vol. 65, nº 9, p. 2577-2580.
- BRICE, Neil M. Movimento em massa da magnetosfera. Journal of Geophysical Research, 1967, vol. 72, nº 21, p. 5193-5211.
- SPEISER, Theodore Wesley. Trajetórias de partículas em uma folha de modelo atual, com base no modelo aberto da magnetosfera, com aplicações para partículas aurorais. Journal of Geophysical Research, 1965, vol. 70, no 7, p. 1717-1728.
- DOMINGUEZ, Hector. Nossa atmosfera: como entender as mudanças climáticas. LD Books, 2004.
- SALVADOR DE ALBA, Angel. O vento na alta atmosfera e sua relação com a camada E esporádica. Universidade Complutense de Madrid, Serviço de Publicações, 2002.
- LAZO, bem-vindo; CALZADILLA, Alexander; ALAZO, Katy. Sistema Dinâmico Solar Vento-Magnetosfera-Ionosfera: Caracterização e Modelagem. Prêmio da Academia de Ciências de Cuba, 2008.