Exosfera
La exosfera es la manta más gruesa pero menos densa de la atmósfera. Es el inmenso escudo que recubre el exterior de la esfera y está formada por átomos y moléculas que se mueven a gran velocidad.
La palabra exosfera se deriva de los vocablos griegos exo = afuera y sphaira = esfera. Hace referencia a la capa externa de la atmósfera de un planeta o astro. Es el límite entre la atmósfera y el espacio interplanetario.
Está compuesta de plasma, gas ionizado con una alta conductividad eléctrica, y partículas cargadas que escapan con facilidad al espacio debido a la baja densidad del aire en este campo.
La exósfera colinda en su parte más interna con la ionósfera, también llamada termosfera. Y se extiende hasta la magnetosfera, región donde el campo magnético del planeta revierte las partículas cargadas provenientes del sol. Funciona como escudo, desvía las partículas traídas por el viento solar hasta los polos magnéticos. Cuando las partículas cargadas del sol atraviesan la alta atmósfera se producen auroras polares y otros fenómenos atmosféricos.
La exosfera es la quinta y más externa envoltura de la atmósfera, parte gaseosa del planeta. Filtra los rayos del sol, interactúa con el viento solar, frena el impacto de sus partículas y las desvía hacia los polos. En ocasiones las erupciones solares producen tormentas magnéticas que afectan el ambiente, aun cuando sólo sean detectadas a través de ondas de radio.
Sirve de faja –o control- a la capa de la atmósfera que le antecede. La ionosfera se expande con la radiación del sol, su extensión excesiva alteraría significativamente el aire del planeta.
La exosfera es además el primer escudo contra la radiación cósmica, originada en el espacio exterior. Las radiaciones de alta energía son responsables de la ionización y conductividad eléctrica de la atmósfera.
Es en la alta atmósfera donde se generan las condiciones necesarias para la destrucción de meteoros. El aire que atraviesa la roca penetra por los poros y calienta su interior. Sometido a alta presión, explota antes de tocar la superficie del planeta. Inclusive los meteoritos –que no logran desintegrarse por completo en la atmosfera- ven reducido su impacto.
La exosfera se halla arriba de la termosfera, donde termina la termopausa. En la Tierra, esta capa se aparta del suelo entre 600 y 1.000 kilómetros. En la Luna, cubre directamente la superficie.
La exosfera terrestre tiene un grosor de 10.000 kilómetros, desde la termopausa hasta el espacio interplanetario. Una distancia gigante si se compara con la de la Tierra, cercana a los 13.000 kilómetros. Al menos ésta es la concepción más aceptada.
El límite superior hipotético de la exósfera es 19 veces ese trayecto, hasta donde se mantiene la gravedad de la Tierra. Se dice es la capa más extensa de la atmósfera planetaria y supera los 189.000 kilómetros de espesor. Esto es casi la mitad del recorrido desde la Tierra hasta la Luna (384.400 km, según se ha calculado). A ese nivel, el poder del sol supera la fuerza gravitacional del planeta, los gases se dispersan y surgen vacíos característicos del espacio.
La exosfera es la barrera atmosférica más extensa y menos densa de los planetas. Los gases ionizados que la componen se disipan según aumenta la altura, hasta fusionarse con el espacio exterior.
Exhibe dos anillos o cinturones en los que se concentran partículas cargadas eléctricamente, originados por el campo magnético de la Tierra. Absorben las partículas cargadas derivadas de las radiaciones del sol y el cosmos.
La temperatura en la exosfera varía según la actividad del sol, es extremadamente alta durante el día y baja en las noches. Los objetos pueden llegar a estar bajo 0º.
El sol ejerce presión sobre la exosfera a través de tormentas de viento solar, corrientes de partículas cargadas que salen de su atmósfera superior.
La capa más externa de la atmósfera se extiende hasta una región “vacía”, sin aire, azul oscura o negra.
En la exosfera existe poca fricción y el calor no se transfiere.
La capa más externa de la atmósfera está hecha de plasma. El estado de agregación de la materia es similar al gas, pero se caracteriza por sus átomos ionizados.
En la alta atmósfera, y a altas temperaturas, los átomos se mueven a gran velocidad, colisionan y liberan electrones. Es un proceso constante, hace que gran parte de las partículas permanezcan cargadas positivamente y los electrones circulen libres.
El plasma de la exósfera es menos denso y más caliente (rarificado) que el originado en la ionosfera. Los iones y electrones que lo forman provienen de la ionosfera y del viento solar que llena el espacio interplanetario. El ligero espesor de la capa permite que las partículas corran al espacio con frecuencia.
La materia constitutiva de la capa presenta una elevada conductividad eléctrica y es afectada por los distintos campos magnéticos.
La exósfera se caracteriza por su elevada temperatura, sin embargo al tacto puede sentirse literalmente “fría”. La velocidad y ardor de los átomos que forman el plasma se deben al calor del medio, más no transmiten energía calorífica ¿Por qué? La densidad del aire (compuesto de hidrógeno, helio y otros gases) es reducida y pocas partículas se sostienen, existe un gran vacío. El número de átomos es tan bajo que, de hacer contacto con la piel humana, pueden sentirse calientes pero no modificar el clima.
Ahora bien, los objetos en la exósfera absorben mayor calor -o frío- según su exposición a la luz solar. A mayor altura, los rayos del sol son más intensos y calientan rápidamente la materia. Mientras que en la sombra, los objetos se hacen muy fríos. Así, la temperatura sube en el día y baja durante la noche, la diferencia es drástica.
En esta capa de la atmósfera ocurre el fenómeno conocido como aurora boreal o austral. Las partículas (cargadas) emitidas por el sol, fluyen a través del denominado viento solar y estimulan a los átomos en la exósfera. Impactan las moléculas de oxígeno y nitrógeno, favoreciendo la ganancia de un electrón. Cuando las moléculas liberan ese electrón convierten su energía en luz.
La fuerza y longitud de onda de la luminiscencia afecta en mayor o menor medida el color de la luz en la atmósfera. Es observable en el cielo nocturno. Se produce mayormente en los polos, las partículas del sol han sido guiadas hasta allí por el campo magnético de la tierra. En el hemisferio norte el fenómeno luminiscente es conocido como aurora boreal. En el hemisferio sur es llamada aurora austral.
En la exosfera terrestre tienen además origen dos cinturones de radiación o cinturones de Van Allen. Fueron avizorados por primera vez en 1958, por el físico estadounidense Alfred James Van Allen. Se trata de dos zonas –en forma de aro- que rodean la Tierra y concentran un significativo número de partículas cargadas eléctricamente. En ellas, protones y electrones se mueven a velocidades comparadas con la velocidad de la luz.
Los cinturones pueden diferenciarse entre sí por su ubicación, extensión y composición. El llamado cinturón interno inicia a 1.000 kilómetros de la superficie de la tierra y se extiende hasta los 5.000 aproximadamente. Está compuesto por protones energéticos, producto de choques de los rayos cósmicos con la ionosfera y la exosfera.
El segundo aro comienza a 15.000 kilómetros de la superficie y se extiende a un poco más de los 20.000. Está compuesto de electrones, provenientes de las lluvias de partículas formuladas por el sol y que interactúan con el campo magnético de la Tierra. La exposición prolongada a las partículas de alta energía –contenidas en los cinturones- puede tener efectos nocivos.
La Tierra no es la única en exhibir cinturones de radiación. Otros planetas muestran cinturones formados por sus respectivos campos magnéticos, entre ellos: Júpiter y Saturno. En estos planetas también han sido observadas auroras polares.
Cada capa de la atmósfera cumple un papel fundamental en la formulación gaseosa del planeta. La exosfera protege a la atmósfera del impacto del sol y el cosmos, así como de otras fuerzas. Toma de ellos los elementos necesarios para su composición y dinámica, y desvía el resto. Constituye un escudo protector del medio.
En la capa límite del planeta ocurren flujos de energía eléctrica, térmica y físico-química indispensables para la conformación del aire. En la Tierra, recurso necesario para la vida.
Ejerce influencia sobre la ionosfera. Al controlar la interacción con las radiaciones y/o partículas cargadas enérgicamente, evita la expansión dañina de la capa que le antecede.
En contacto con la atmósfera los cuerpos pierden velocidad por la llamada fricción atmosférica. Aun en su capa menos densa –exosfera-, la atmósfera frena el impacto de meteoros y otros cuerpos al transformar su energía. Convierte la fuerza en calor, vibraciones sonoras y otros movimientos moleculares.
Las partículas del viento viajan a velocidades supersónicas, si chocaran directamente con el planeta serían muy perjudiciales. En la exosfera terrestre el campo magnético prevalece sobre el flujo de gases y partículas rápidas cargadas.
La exosfera ofrece condiciones óptimas para la órbita de satélites artificiales.
Castro, Laura. (2020). Exosfera. Recuperado el 22 de febrero del 2024, de Faqs.Zone: https://faqs.zone/exosfera/
