اتمسفر در مقابل فضا
اتمسفر لایه ای از گاز در اطراف اجسام در فضا، به ویژه در اطراف سیارات و ستارگان است. منطقه خالی در جهان به عنوان فضا شناخته می شود. اتمسفر و فضا به دلیل این که یکی حاوی ماده است و دیگری نه، خواص بسیار متضادی دارند.
اتمسفر
اگر یک جسم پرجرم گرانش کافی داشته باشد، اغلب مشاهده می شود که گازها در اطراف سطح بدن تجمع می کنند. این لایه گاز اغلب به عنوان جو شناخته می شود. مشاهده می شود که بسیاری از اجرام نجومی که به دور ستاره ها می چرخند، مانند سیارات، سیارات کوتوله، ماهواره های طبیعی و سیارک ها دارای لایه هایی از گاز در بالای سطح هستند.حتی ستاره ها هم جو دارند. چگالی این لایه گازی انباشته شده به شدت گرانش بدن و فعالیت خورشیدی درون منظومه بستگی دارد. ستارگان دارای جو بزرگ هستند در حالی که ماهواره ها ممکن است جو نسبتا نازکی داشته باشند. برخی از سیارات ممکن است جو متراکم داشته باشند.
جو خورشید فراتر از سطح مرئی خورشید گسترش می یابد و به عنوان تاج شناخته می شود. به دلیل تشعشع و دمای زیاد، تقریباً تمام مواد موجود در آن در حالت پلاسما هستند. سیارات زمینی مانند زهره و مریخ دارای جو بسیار متراکم هستند. سیارات جوین جو بسیار متراکم و بزرگی دارند. برخی از ماهواره های منظومه شمسی مانند آیو، کالیستو، اروپا، گانیمد و تیتان دارای جو هستند. سیارات کوتوله پلوتون و سرس جو بسیار نازکی دارند.
زمین فضای منحصر به فرد و پویا خود را دارد. این به عنوان یک لایه محافظ برای زندگی در این سیاره عمل می کند. از سطح سیاره در برابر اشعه ماوراء بنفش خورشید محافظت می کند.همچنین دمای سیاره با حفظ مقداری از انرژی گرمایی دریافتی سیاره در سطح بالاتری نگه داشته می شود. تفاوت شدید دما به دلیل ارتفاع و موقعیت نسبت به خورشید از طریق طبیعت همرفتی جو تعدیل می شود. فشار متوسط در سطح دریا به دلیل جو 1.0132×105Nm-2
جو زمین دارای ترکیبات زیر است؛
گاز |
جلد |
|---|---|
| نیتروژن (N2) | 780، 840 ppmv (78.084%) |
| اکسیژن (O2) | 209، 460 ppmv (20.946%) |
آرگون (Ar) |
9، 340 ppmv (0.9340%) |
| دی اکسید کربن (CO2) | 394.45 ppmv (0.039445%) |
نئون (Ne) |
18.18 ppmv (0.001818%) |
هلیوم (او) |
5.24 ppmv (0.000524%) |
| متان (CH4) | 1.79 ppmv (0.000179%) |
کریپتون (Kr) |
1.14 ppmv (0.000114%) |
| هیدروژن (H2) | 0.55 ppmv (0.000055%) |
| اکسید نیتروژن (N2O) | 0.325 ppmv (0.0000325%) |
مونوکسید کربن (CO) |
0.1 ppmv (0.00001%) |
Xenon (Xe) |
0.09 ppmv (9×10-6%) (0.000009%) |
| ازن (O3) | 0.0 تا 0.07 ppmv (0 تا 7×10-6%) |
| دی اکسید نیتروژن (NO2) | 0.02 ppmv (2×10-6%) (0.000002%) |
| ید (I2) |
0.01 ppmv (1×10-6%) (0.000001%) |
جو زمین
از نظر ساختاری، جو زمین بر اساس خواص فیزیکی هر منطقه به چندین لایه تقسیم می شود. لایه‌های اصلی جو عبارتند از تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر، ترموسفر و اگزوسفر.
تروپوسفر داخلی ترین لایه جو است و تقریباً 9000 متر بالاتر از سطح دریا در قطب ها و 17000 متر در اطراف استوا امتداد دارد. تروپوسفر متراکم ترین ناحیه اتمسفر است و حدود 80 درصد از کل جرم جو را در خود جای داده است.
استراتوسفر لایه ای است که در بالای تروپوسفر قرار دارد و توسط ناحیه ای به نام تروپوپوز از هم جدا شده اند. از tropopause تا 51000 متر از سطح دریا گسترش می یابد. حاوی لایه بدنام اوزون است و جذب اشعه ماوراء بنفش توسط این لایه از حیات در سطح سیاره محافظت می کند. مرز استراتوسفر به نام استراتوپوز شناخته می شود.
مزوسفر در بالای استراتوسفر قرار دارد و از استراتوپوز تا ارتفاع ۸۰۰۰-۸۵۰۰۰ متری از سطح دریا گسترش می یابد. در مزوسفر، دما با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. لایه بالایی مزوسفر به عنوان سردترین مکان روی زمین در نظر گرفته می شود و دمای آن ممکن است تا 170 کلوین باشد. مرز بالایی مزوسفر مزوپوز است.
ترموسفر، که لایه بالای مزوسفر است، فراتر از مزوپوز گسترش می یابد. ارتفاع واقعی ترموسفر به فعالیت خورشیدی بستگی دارد. دمای این منطقه با افزایش ارتفاع در نتیجه چگالی کم گاز افزایش می یابد.مولکول ها از هم دور هستند و تابش خورشید به این مولکول ها انرژی جنبشی می دهد. افزایش حرکت مولکول ها به عنوان افزایش دما ثبت می شود. مرز بالایی ترموسفر ترموپوز است. ایستگاه فضایی بین‌المللی در درون ترموسفر به دور زمین می‌چرخد.
منطقه جو فراتر از ترموپوز به عنوان اگزوسفر شناخته می شود. این بالاترین لایه جو زمین است و در مقایسه با مناطق پایین جو بسیار نازک است. عمدتاً از هیدروژن و هلیوم و اکسیژن اتمی تشکیل شده است. منطقه فراتر از اگزوسفر، فضای بیرونی است.
فضا
فضای خالی ماورای جو زمین را می توان فضای بیرونی نامید. به طور دقیق تر، مناطق خالی بین ستاره ها به عنوان فضا شناخته می شوند. از دیدگاه زمین، هیچ مرزی وجود ندارد که فضای بیرونی از آنجا شروع می شود. (گاهی اوقات خود اگزوسفر به عنوان بخشی از فضای بیرونی در نظر گرفته می شود)
فضا تقریباً یک خلاء کامل است و دما تقریباً صفر مطلق است.میانگین دمای فضا 2.7K است. بنابراین، محیط فضا برای اشکال حیات خصمانه است (اما برخی از اشکال حیات می توانند در این شرایط دوام بیاورند؛ مثلاً تاردیگراد). همچنین فضا هیچ مرزی ندارد. تا مرز جهان مرئی امتداد دارد. بنابراین، فضا فراتر از افق مرئی ما گسترش می یابد.
فضا نیز برای سهولت مطالعه و مرجع به مناطق مختلف تقسیم شده است. منطقه فضا در اطراف سیاره به نام ژئوفضا شناخته می شود. فضای بین سیارات منظومه شمسی را فضای بین سیاره ای می گویند. فضای بین ستاره ای فضای بین ستاره ها است. فضای بین کهکشان‌ها فضای بین کهکشانی نامیده می‌شود.
تفاوت اتمسفر و فضا چیست؟
• اتمسفر لایه ای از گاز است که در اطراف یک جرم با گرانش کافی تجمع یافته است. فضا فضای خالی بین ستارگان یا منطقه فراتر از جو است.
• جو متشکل از مولکول های گاز است و دما بسته به ارتفاع از سطح دریا متفاوت است. چگالی جو نیز با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. جو می تواند زندگی را پشتیبانی کند.
• فضا خالی و تقریباً یک خلاء کامل است. اتمسفر از گازها تشکیل شده است و فشار با افزایش ارتفاع از حداکثر در پایین ترین سطح سطح کاهش می یابد.
• دمای فضا نزدیک به صفر مطلق است که ۲.۷ کلوین است. دمای جو بالاتر از فضای بیرونی است و به نوع ستاره، فاصله از ستاره، گرانش، اندازه بدن (سیاره) و فعالیت ستاره بستگی دارد.
