אטמוספירה מול חלל
אטמוספירה היא שכבת גז סביב הגופים בחלל, במיוחד סביב כוכבי הלכת והכוכבים. האזור הריק ביקום מכונה החלל. לאטמוספירה ולמרחב יש תכונות מנוגדות מאוד בגלל העובדה שאחד מכיל חומר והשני לא.
אטמוספירה
אם לגוף מסיבי יש מספיק כוח משיכה, לעתים קרובות רואים שגזים מצטברים סביב פני הגוף. שכבת גז זו מכונה לעתים קרובות אטמוספירה. נצפה שלרבים מהגופים האסטרונומיים המקיפים את הכוכבים, כגון כוכבי לכת, כוכבי לכת ננסיים, לוויינים טבעיים ואסטרואידים, יש שכבות של גז על גבי פני השטח.אפילו לכוכבים יש אווירה. הצפיפות של שכבת הגז המצטברת תלויה בעוצמת הכבידה של הגוף ובפעילות השמש בתוך המערכת. לכוכבים יש אטמוספרות גדולות ואילו ללוויינים עשויות להיות אטמוספרות דקות יחסית. לכוכבי לכת מסוימים עשויים להיות אטמוספרות צפופות.
אטמוספירה של השמש משתרעת מעבר לפני השטח הנראה של השמש וידועה כקורונה. בגלל קרינה וטמפרטורה גבוהים, כמעט כל החומר שיש במצב פלזמה. לכוכבי לכת יבשתיים כמו נוגה ומאדים יש אטמוספרות צפופות במידה ניכרת. לכוכבי הלכת היוביים יש אטמוספרות צפופות וגדולות מאוד. לחלק מהלוויינים במערכת השמש, כמו איו, קליסטו, אירופה, גנימד וטיטאן יש אטמוספרות. לכוכבי הלכת הננסיים פלוטו וקרס יש אטמוספרות דקות מאוד.
לאדמה יש אווירה ייחודית ודינמית משלה. הוא פועל כשכבת הגנה על החיים על הפלנטה. הוא מגן על פני כדור הארץ מפני קרינה אולטרה סגולה מהשמש.כמו כן, הטמפרטורה של כוכב הלכת נשמרת ברמה גבוהה יותר על ידי שמירה על חלק מאנרגיית החום שמתקבלת על ידי כוכב הלכת. ההבדלים הקיצוניים בטמפרטורה עקב הגובה והמיקום ביחס לשמש מתמתנים באמצעות אופי ההסעה של האטמוספירה. הלחץ בגובה פני הים הממוצע עקב האטמוספירה הוא 1.0132×105Nm-2
האווירה של כדור הארץ כוללת הרכב הבא;
גז |
כרך |
|---|---|
| חנקן (N2) | 780, 840 ppmv (78.084%) |
| חמצן (O2) | 209, 460 ppmv (20.946%) |
Argon (Ar) |
9, 340 ppmv (0.9340%) |
| פחמן דו חמצני (CO2) | 394.45 ppmv (0.039445%) |
Neon (Ne) |
18.18 ppmv (0.001818%) |
Helium (He) |
5.24 ppmv (0.000524%) |
| מתאן (CH4) | 1.79 ppmv (0.000179%) |
Krypton (Kr) |
1.14 ppmv (0.000114%) |
| מימן (H2) | 0.55 ppmv (0.000055%) |
| תחמוצת החנקן (N2O) | 0.325 ppmv (0.0000325%) |
פחמן חד חמצני (CO) |
0.1 ppmv (0.00001%) |
Xenon (Xe) |
0.09 ppmv (9×10−6%) (0.000009%) |
| אוזון (O3) | 0.0 עד 0.07 ppmv (0 עד 7×10−6%) |
| חנקן דו-חמצני (NO2) | 0.02 ppmv (2×10−6%) (0.000002%) |
| יוד (I2) | 0.01 ppmv (1×10−6%) (0.000001%) |
האווירה של כדור הארץ
מבחינה מבנית, האטמוספרה של כדור הארץ מחולקת למספר שכבות על סמך התכונות הפיזיקליות של כל אזור. השכבות העיקריות של האטמוספירה הן הטרופוספירה, הסטרטוספירה, המזוספרה, התרמוספירה והאקסוספירה.
הטרופוספירה היא השכבה הפנימית ביותר של האטמוספירה ומשתרעת על פני כ-9,000 מ' מעל פני הים בקטבים ו-17,000 מ' סביב קו המשווה. הטרופוספירה היא האזור הצפוף ביותר של האטמוספירה ומכילה כ-80% מהמסה הכוללת של האטמוספירה.
הסטרטוספירה היא השכבה שמעל הטרופוספירה, והן מופרדות על ידי אזור שנקרא טרופופוזה. הוא משתרע מהטרופופוזה עד 51000 מטר מגובה פני הים. הוא מכיל את שכבת האוזון הידועה לשמצה וספיגת קרינת ה-UV על ידי שכבה זו מגינה על החיים על פני כדור הארץ. הגבול של הסטרטוספירה ידוע בשם הסטרטופוזה.
מזוספרה שוכנת מעל הסטרטוספרה ומשתרעת עד 80000-85000 מ' מעל פני הים מהסטרטופוזה. בתוך המזוספרה, הטמפרטורה יורדת עם הגובה. השכבה העליונה של המזוספרה נחשבת למקום הקר ביותר על פני כדור הארץ, והטמפרטורה עשויה להיות נמוכה עד 170K. הגבול העליון של המזוספרה הוא ה- mesopause.
Thermosphere, שהיא השכבה שמעל המזוספרה, משתרעת מעבר למזופאוזה. הגובה האמיתי של התרמוספירה תלוי בפעילות השמש. הטמפרטורה של אזור זה עולה עם הגובה כתוצאה מצפיפות הגז הנמוכה.המולקולות רחוקות זו מזו, וקרינת השמש נותנת אנרגיה קינטית למולקולות אלו. התנועה המוגברת של המולקולות נרשמת כעלייה של הטמפרטורה. הגבול העליון של התרמוספירה הוא התרמופאוזה. תחנת החלל הבינלאומית מקיפה את כדור הארץ בתוך התרמוספירה.
אזור האטמוספירה שמעבר לתרמופוז ידוע כאקסוספירה. זוהי השכבה העליונה ביותר של האטמוספירה של כדור הארץ ודקה מאוד בהשוואה לאזורי האטמוספירה התחתונים. הוא מורכב בעיקר ממימן והליום וחמצן אטומי. האזור שמעבר לאקסוספירה הוא החלל החיצון.
Space
החלל שמעבר לאטמוספירה של כדור הארץ יכול להיקרא כחלל החיצון. ליתר דיוק האזורים העצומים הריקים בין כוכבים ידועים בשם החלל. מנקודת מבט של כדור הארץ, אין גבול היכן מתחיל החלל החיצון. (לפעמים האקסוספירה עצמה נחשבת כחלק מהחלל החיצון)
החלל הוא כמעט ואקום מושלם, והטמפרטורה היא כמעט אפס מוחלט.הטמפרטורה הממוצעת של החלל היא 2.7K. לכן, סביבת החלל עוינת את צורות החיים (אך צורות חיים מסוימות יכולות לשרוד את התנאים הללו; למשל טרדיגרדות). כמו כן, למרחב אין גבול. הוא משתרע עד לגבול היקום הנראה. לכן, החלל משתרע מעבר לאופק הגלוי שלנו.
החלל מחולק גם לאזורים שונים לנוחות הלימוד וההתייחסות. אזור החלל מסביב לכוכב הלכת ידוע בשם Geospace. המרחב בין כוכבי הלכת של מערכת השמש נקרא מרחב בין-פלנטרי. החלל הבין-כוכבי הוא החלל בין הכוכבים. המרחב בין גלקסיות מכונה מרחב בין-גלקטי.
מה ההבדל בין אטמוספירה לחלל?
• האטמוספירה היא שכבת הגז הנאגרת סביב מסה בעלת כוח משיכה מספיק. החלל הוא החלל בין הכוכבים, או האזור שמעבר לאטמוספירה.
• האטמוספירה מורכבת ממולקולות גז והטמפרטורה משתנה בהתאם לגובה מגובה פני הים. גם צפיפות האטמוספירה יורדת עם הגובה. אטמוספירות יכולות לתמוך בחיים.
• החלל ריק וכמעט ואקום מושלם. האטמוספירה עשויה מגזים ולחץ יורד עם הגובה מהמקסימום במפלס השטח הנמוך ביותר.
• טמפרטורת החלל קרובה לאפס מוחלט, שהוא 2.7 קלווין. טמפרטורת האטמוספירה גבוהה מהחלל החיצון ותלויה בסוג הכוכב, מרחק מהכוכב, כוח המשיכה, גודל הגוף (כוכב הלכת), ופעילות הכוכבים.
