Atmosfēra pret kosmosu
Atmosfēra ir gāzes slānis ap ķermeņiem kosmosā, īpaši ap planētām un zvaigznēm. Tukšo reģionu Visumā sauc par telpu. Atmosfērai un telpai ir ļoti kontrastējošas īpašības, jo vienā ir matērija, bet otrā nav.
Atmosfēra
Ja masīvam ķermenim ir pietiekami daudz gravitācijas, bieži tiek novērots, ka ap ķermeņa virsmu uzkrājas gāzes. Šo gāzes slāni bieži sauc par atmosfēru. Ir novērots, ka daudziem astronomiskajiem ķermeņiem, kas riņķo ap zvaigznēm, piemēram, planētām, pundurplanētām, dabiskajiem pavadoņiem un asteroīdiem, virspusē ir gāzes slāņi. Pat zvaigznēm ir atmosfēra. Šī uzkrātā gāzes slāņa blīvums ir atkarīgs no ķermeņa gravitācijas intensitātes un saules aktivitātes sistēmā. Zvaigznēm ir liela atmosfēra, savukārt satelītiem var būt salīdzinoši plāna atmosfēra. Dažām planētām var būt blīva atmosfēra.
Saules atmosfēra sniedzas ārpus saules redzamās virsmas un ir pazīstama kā korona. Lielā starojuma un temperatūras dēļ gandrīz viss tur esošais materiāls atrodas plazmas stāvoklī. Uz sauszemes planētām, piemēram, Venērai un Marsam, ir ļoti blīva atmosfēra. Jovijas planētām ir ļoti blīva un liela atmosfēra. Dažiem Saules sistēmas satelītiem, piemēram, Io, Callisto, Europa, Ganymede un Titan, ir atmosfēra. Pundurplanētām Plutonam un Cererai ir ļoti plāna atmosfēra.
Zemei ir sava unikāla un dinamiska atmosfēra. Tas darbojas kā aizsargslānis dzīvībai uz planētas. Tas aizsargā planētas virsmu no saules ultravioletā starojuma. Tāpat planētas temperatūra tiek uzturēta augstākā līmenī, saglabājot daļu no planētas saņemtās siltumenerģijas. Ārkārtējās temperatūras atšķirības, ko rada augstums un novietojums attiecībā pret sauli, tiek samazinātas, pateicoties atmosfēras konvektīvajai dabai. Spiediens vidējā jūras līmenī atmosfēras dēļ ir 1,0132×105Nm-2
Zemes atmosfērai ir šāds sastāvs;
Gāze |
Skaļums |
|---|---|
| Slāpeklis (N2) | 780, 840 ppmv (78,084%) |
| Skābeklis (O2) | 209, 460 ppmv (20,946%) |
Argons (Ar) |
9, 340 ppmv (0,9340%) |
| Oglekļa dioksīds (CO2) |
394,45 ppmv (0,039445%) |
Neona (Ne) |
18,18 ppmv (0,001818%) |
Hēlijs (Viņš) |
5,24 ppmv (0,000524%) |
| Metāns (CH4) | 1,79 ppmv (0,000179%) |
Kriptona (Kr) |
1,14 ppmv (0,000114%) |
| Ūdeņradis (H2) | 0,55 ppmv (0,000055%) |
| Slāpekļa oksīds (N2O) | 0,325 ppmv (0,0000325%) |
Oglekļa monoksīds (CO) |
0,1 ppmv (0,00001%) |
Xenon (Xe) |
0,09 ppmv (9×10–6%) (0,000009%) |
| Ozons (O3) | 0,0 līdz 0,07 ppmv (0 līdz 7 × 10–6%) |
| Slāpekļa dioksīds (NO2) |
0,02 ppmv (2×10–6%) (0,000002%) |
| Jods (I2) | 0,01 ppmv (1×10–6%) (0,000001%) |
Zemes atmosfēra
Strukturāli Zemes atmosfēra ir sadalīta vairākos slāņos, pamatojoties uz katra reģiona fiziskajām īpašībām. Galvenie atmosfēras slāņi ir troposfēra, stratosfēra, mezosfēra, termosfēra un eksosfēra.
Troposfēra ir atmosfēras iekšējais slānis, un tā stiepjas aptuveni 9000 m virs jūras līmeņa pie poliem un 17 000 m ap ekvatoru. Troposfēra ir atmosfēras blīvākais reģions, un tajā ir aptuveni 80% no kopējās atmosfēras masas.
Stratosfēra ir slānis virs troposfēras, un tos atdala reģions, ko sauc par tropopauzi. Tas stiepjas no tropopauzes līdz 51 000 m no jūras līmeņa. Tas satur bēdīgi slaveno ozona slāni, un šī slāņa UV starojuma absorbcija aizsargā dzīvību uz planētas virsmas. Stratosfēras robeža ir pazīstama kā stratopauze.
Mezosfēra atrodas virs stratosfēras un stiepjas līdz 80 000–85 000 m virs jūras līmeņa no stratopauzes. Mezosfērā temperatūra pazeminās līdz ar augstumu. Mezosfēras augšējais slānis tiek uzskatīts par aukstāko vietu uz zemes, un temperatūra var būt pat 170 K. Mezosfēras augšējā robeža ir mezopauze.
Termosfēra, kas ir slānis virs mezosfēras, pārsniedz mezopauzi. Faktiskais termosfēras augstums ir atkarīgs no saules aktivitātes. Šī reģiona temperatūra palielinās līdz ar augstumu zemā gāzes blīvuma dēļ. Molekulas atrodas tālu viena no otras, un saules starojums šīm molekulām piešķir kinētisko enerģiju. Palielināta molekulu kustība tiek reģistrēta kā temperatūras pieaugums. Termosfēras augšējā robeža ir termopauze. Starptautiskā kosmosa stacija riņķo ap Zemi termosfērā.
Atmosfēras reģions ārpus termopauzes ir pazīstams kā eksosfēra. Tas ir zemes atmosfēras augšējais slānis un ļoti plāns, salīdzinot ar zemākajiem atmosfēras reģioniem. Tas galvenokārt sastāv no ūdeņraža un hēlija un atomu skābekļa. Reģions aiz eksosfēras ir kosmoss.
Space
Tukšumu ārpus Zemes atmosfēras var saukt par kosmosu. Precīzāk, tukšie plašie apgabali starp zvaigznēm ir pazīstami kā telpa. No Zemes viedokļa nav robežas, kur sākas kosmoss. (Dažreiz pati eksosfēra tiek uzskatīta par kosmosa daļu)
Telpa ir gandrīz ideāls vakuums, un temperatūra ir gandrīz absolūta nulle. Telpas vidējā temperatūra ir 2,7K. Tāpēc kosmosa vide ir naidīga dzīvības formām (bet dažas dzīvības formas var izdzīvot šajos apstākļos, piemēram, tardigrades). Turklāt telpai nav robežu. Tas sniedzas līdz redzamā Visuma robežai. Tāpēc telpa sniedzas aiz mūsu redzamā horizonta.
Telpa ir arī sadalīta dažādos reģionos, lai būtu ērtāk pētīt un izmantot informāciju. Kosmosa reģions ap planētu ir pazīstams kā ģeotelpa. Telpu starp Saules sistēmas planētām sauc par starpplanētu telpu. Starpzvaigžņu telpa ir telpa starp zvaigznēm. Telpu starp galaktikām sauc par starpgalaktiku telpu.
Kāda ir atšķirība starp atmosfēru un kosmosu?
• Atmosfēra ir gāzes slānis, kas uzkrājas ap masu ar pietiekamu gravitāciju. Kosmoss ir tukšums starp zvaigznēm vai reģions aiz atmosfēras.
• Atmosfēra sastāv no gāzes molekulām, un temperatūra mainās atkarībā no augstuma no jūras līmeņa. Atmosfēras blīvums samazinās arī līdz ar augstumu. Atmosfēra var atbalstīt dzīvību.
• Telpa ir tukša un gandrīz ideāls vakuums. Atmosfēra sastāv no gāzēm un spiediena samazināšanās ar augstumu no maksimuma zemākajā virsmas līmenī.
• Telpas temperatūra ir tuvu absolūtai nullei, kas ir 2,7 Kelvini. Atmosfēras temperatūra ir augstāka nekā kosmosa temperatūra un ir atkarīga no zvaigznes veida, attāluma no zvaigznes, gravitācijas, ķermeņa (planētas) izmēra un zvaigžņu aktivitātes.
