Termosfera: características, função e as auroras - Ciência - 2023

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o termosfera É a quarta das 5 camadas em que se divide a atmosfera terrestre, sendo assim denominada devido à sua alta temperatura. De fato, na termosfera a temperatura atinge valores extremos chegando a 2.482 ° C.

Situa-se entre a mesosfera e a exosfera, entre 80 e 700 km de altitude, cobrindo cerca de 620 Km. Embora tenha uma composição gasosa semelhante à da baixa atmosfera, os gases presentes estão em baixíssima concentração.

Além disso, esses gases não são misturados, mas formam camadas de acordo com sua massa molecular, com o oxigênio mais leve acima e o nitrogênio abaixo. Devido à baixa densidade dos gases, as moléculas estão tão distantes umas das outras que não podem transmitir calor ou som.

A principal característica da termosfera é a sua condição de receptora de energia solar, pois capta a maior parte da radiação de alta energia do Sol. Dentre estes, os raios X extremos e os raios ultravioleta e funciona como um filtro, evitando que esta radiação aqueça excessivamente o planeta.

Além disso, fenômenos elétricos originam as auroras ou faixas de luzes coloridas no pólo norte (aurora boreal) e no pólo sul (aurora australis). Dadas suas características gerais, especialmente sua estabilidade, a estação espacial internacional e a maioria dos satélites estão localizados na termosfera.

Características da termosfera

Localização e extensão

A termosfera é a quarta camada identificada na atmosfera da Terra a partir da superfície do planeta. Ele está localizado a aproximadamente entre 80 e 700 km de altitude, tendo a mesosfera abaixo e a exosfera acima.

Cobre entre 513 e 620 km de altura e o limite entre a mesosfera e a termosfera é denominado mesopausa, e o limite entre a termosfera e a exosfera é denominado termopausa.

Composição e densidade

Como a baixa atmosfera, a termosfera é composta por uma série de gases, predominantemente nitrogênio (78%) e oxigênio (21%). Além de argônio (0,9%) e vestígios de muitos outros gases.

No entanto, a concentração desses gases na termosfera é muito menor do que na troposfera ou camada próxima ao solo. Na verdade, a massa das moléculas na termosfera é de apenas 0,002% da massa total dos gases atmosféricos.

Portanto, a densidade das partículas de nitrogênio, oxigênio ou qualquer outro elemento na termosfera é muito baixa (há muito espaço entre uma molécula e outra). Por outro lado, esses gases se distribuem de acordo com sua massa molecular, ao contrário das camadas inferiores da atmosfera onde se misturam.

Então, na termosfera, o oxigênio, o hélio e o hidrogênio são maiores porque são mais leves. Enquanto os mais pesados, como o nitrogênio, estão localizados na zona inferior da termosfera.

Além disso, a termosfera apresenta entre 80 e 100 km uma camada de sódio com cerca de 10 km de espessura que é compartilhada com a parte superior da mesosfera.

Temperatura

Devido à sua exposição à radiação solar direta, a temperatura na termosfera aumenta com a altitude. Assim, temperaturas de até 4.500 graus Fahrenheit (cerca de 2.482 ° C) são atingidas.

Daí seu nome, formado pelo prefixo garrafa térmica = calor, mas devido à baixa densidade da matéria presente na termosfera, o calor não pode se difundir. Isso porque o calor é uma energia que é transmitida pelo contato de uma molécula com a outra e por serem de baixa densidade, sua transmissão é difícil.

Na verdade, na termosfera a densidade dos gases é tão baixa que os meteoritos passam por esta camada sem queimar, apesar de sua alta temperatura. Os meteoritos queimam ao entrarem na mesosfera, onde há maior densidade do ar e atrito.

Som

O som é transmitido na atmosfera em suas camadas inferiores, mas não na termosfera, novamente devido à baixa densidade da matéria. Isso ocorre porque o som é transmitido quando as moléculas do ar vibram e colidem umas com as outras.

Como as moléculas estão amplamente separadas na termosfera, elas não colidem quando vibram e o som não pode se mover.

Ionosfera

É uma camada muito ativa que se sobrepõe à mesosfera, à termosfera e à exosfera, cuja extensão varia dependendo da energia solar. A ionosfera é formada quando os gases das três camadas mencionadas são ionizados ou carregados de energia, devido ao efeito da radiação solar.

Por causa disso, a ionosfera às vezes é mais ou menos extensa, mas na maior parte se estende por toda a termosfera.

Função termosfera

A termosfera é a camada da atmosfera na qual a magnetosfera e a ionosfera interagem, carregando moléculas eletricamente. Isso ocorre por fotoionização ou fotodissociação de moléculas de oxigênio e nitrogênio, formando íons.

Íons são átomos com carga elétrica, positiva ou negativa, e atribuem propriedades especiais à termosfera. Por outro lado, a termosfera condensa grande parte da energia solar que chega ao planeta.

Filtro de radiação solar

Apesar da baixa densidade dos gases nesta camada, eles capturam grande parte da energia recebida do Sol. Por isso, altas temperaturas se originam na termosfera, o que reduz o aquecimento da superfície terrestre, além de captar raios X e radiação ultravioleta extrema.

Ondas de rádio

A presença de uma camada eletricamente carregada (ionosfera) permite que as ondas de rádio (ondas curtas) se refratem, ou seja, ricocheteiam na termosfera. Por causa disso, as ondas de rádio podem viajar para qualquer lugar do planeta.

Dispositivos espaciais

A termosfera é onde a estação espacial e muitos satélites de órbita baixa estão localizados, devido à estabilidade relativa desta camada. Aqui, entre outras coisas, não há atrito devido à baixa densidade do ar e as ondas de rádio atingem esta camada atmosférica.

Estrelas-guia

Os astrônomos precisam ter pontos de referência para corrigir suas observações telescópicas devido à distorção que a atmosfera causa na luz. Para isso, quando existem estrelas muito brilhantes, eles as utilizam como referência, mas esses tipos de estrelas não são muito abundantes.

Portanto, eles os criam artificialmente, enviando um feixe de laser que, ao atingir a camada de sódio da termosfera, produz um flash (estrela guia).

Luzes do norte ou luzes polares

Auroras são efeitos de luz que ocorrem na alta atmosfera, tanto na termosfera quanto na exosfera. Esses espetáculos de luz são vistos nas regiões polares, sendo as luzes do norte se acontecem no pólo norte e a aurora do sul no sul.

Os referidos efeitos de luz são produzidos por tempestades solares do tipo denominado ejeção de massa coronal. Nesses eventos, o Sol expele radiação e gases eletrificados para o espaço que interagem com o campo magnético da Terra.

A magnetosfera e a ionosfera

A magnetosfera é formada pela colisão entre o campo magnético terrestre, que vai de pólo a pólo, e o vento solar, protegendo a Terra da radiação solar e das partículas. No entanto, parte da energia eletrificada e dos gases podem penetrar na atmosfera terrestre através dos pólos.

A magnetosfera se estende para a termosfera e a exosfera de tal forma que interage com a ionosfera.

Interação

As pequenas partículas solares eletrificadas atingem a termosfera através das linhas magnéticas, colidindo com os átomos de oxigênio e nitrogênio. Na verdade, é o que compõe a ionosfera, que é uma camada carregada de energia que produz íons (partículas eletricamente carregadas).

Essa interação causa descargas de luz, cujas cores dependem do elemento em interação e são observadas como faixas ondulantes de luz no espaço.

Se o choque ocorrer entre oxigênio e partículas eletricamente carregadas, os flashes serão vermelhos e verdes. Ao passo que, se essas partículas colidirem com átomos de nitrogênio, a cor dos flashes será violeta e azul.

Referências

Barlier F., Berger C., Falin J.L., Kockarts G., Thuillier G. (1978) A thermospheric model based on satellite drag data. Annales de Geophysique.
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