Termosfera: características, función y las auroras
La termosfera es la cuarta de las 5 capas en que se divide la atmósfera terrestre, denominándose así debido a su alta temperatura. De hecho, en la termosfera la temperatura alcanza valores extremos llegando hasta los 2.482 °C.
Se ubica entre la mesosfera y la exosfera, entre los 80 y 700 Km de altitud, abarcando alrededor de 620 Km. Aunque presenta una composición de gases similar a la atmósfera baja, los gases presentes están en muy baja concentración.
Además, estos gases no se encuentran mezclados sino que forman capas de acuerdo a su masa molecular, con el oxígeno más ligero arriba y el nitrógeno abajo. Debido a esa baja densidad de gases, las moléculas están tan separadas entre sí que no pueden transmitir ni el calor ni el sonido.
La característica principal de la termosfera es su condición de receptor de energía solar, porque capta la mayor parte de la radiación de alta energía del Sol. Entre estos, rayos X y ultravioleta extremos y funciona como un filtro, evitando que esta radiación caliente excesivamente el planeta.
Adicionalmente, los fenómenos eléctricos originan las auroras o bandas de coloridas luces en el polo norte (aurora boreal) y en el polo sur (aurora austral). Dadas sus características generales, sobre todo su estabilidad, en la termosfera se encuentra la estación espacial internacional y la mayoría de los satélites.
Índice del artículo
- 1 Características de la termosfera
- 2 Función de la termosfera
- 3 Auroras boreales o luces polares
- 4 Referencias
La termosfera es la cuarta capa identificada en la atmósfera terrestre a partir de la superficie del planeta. Se encuentra aproximadamente entre 80 y 700 Km de altitud, teniendo por debajo de ella a la mesosfera y por encima a la exosfera.
Abarca entre 513 y 620 Km de altura y se denomina mesopausa al límite entre la mesosfera y la termosfera, y termopausa el límite entre la termosfera y la exosfera.
Igual que la atmósfera baja, la termosfera está compuesta de una serie de gases entre los que predominan el nitrógeno (78%) y el oxígeno (21%). Además de argón (0,9%) y trazas de muchos otros gases.
Sin embargo, la concentración de estos gases en la termosfera es mucho menor que en la troposfera o capa cercana al suelo. De hecho, la masa de moléculas en la termosfera es solo el 0,002% de la masa total de gases atmosféricos.
Por tanto, la densidad de partículas de nitrógeno, oxígeno o cualquier otro elemento en la termosfera es muy baja (hay mucho espacio entre una y otra molécula). Por otra parte, estos gases se distribuyen de acuerdo a su masa molecular, a diferencia de las capas inferiores de la atmósfera donde están mezclados.
Entonces, en la termosfera el oxígeno, helio e hidrógeno se encuentran más arriba por ser más ligeros. En tanto que los más pesados como el nitrógeno se localizan hacia la zona inferior de la termosfera.
Además, la termosfera presenta entre los 80 y los 100 Km una capa de sodio de cerca de 10 Km de espesor que es compartida con la parte superior de la mesosfera.
Debido a su exposición a la radiación solar directa, la temperatura en la termosfera va aumentando con la altitud. Así, se llegan a alcanzar temperaturas de hasta los 4.500 grados Fahrenheit (cerca de 2.482 °C).
De ahí su nombre, formado por el prefijo termo = calor, pero debido a la escasa densidad de materia presente en la termosfera el calor no puede difundirse. Esto porque el calor es una energía que se transmite por el contacto de una molécula con otra y como están en baja densidad, se dificulta su transmisión.
De hecho, en la termosfera la densidad de gases es tan baja que los meteoritos atraviesan esta capa sin arder pese a su alta temperatura. Los meteoritos arden al penetrar en la mesosfera donde hay mayor densidad de aire y existe fricción.
En la atmósfera se transmite el sonido en sus capas inferiores, pero no en la termosfera, nuevamente por causa de la baja densidad de materia. Esto ocurre porque el sonido se transmite cuando las moléculas del aire vibran y chocan unas con otras.
Como en la termosfera las moléculas están muy separadas entre sí, no chocan al vibrar y el sonido no puede desplazarse.
Es una capa muy activa que se superpone a la mesosfera, la termosfera y la exosfera, cuya extensión varía dependiendo de la energía solar. La ionosfera se forma al ionizarse o cargarse de energía los gases de las tres capas mencionadas, por el efecto de la radiación solar.
Debido a esto, la ionosfera a veces es más o menos extensa, pero en su mayor parte se extiende por la termosfera.
La termosfera es la capa de la atmósfera en la que interactúan la magnetosfera y la ionosfera cargando a las moléculas eléctricamente. Esto ocurre por fotoionización o fotodisociación de las moléculas de oxígeno y nitrógeno, formando iones.
Los iones son átomos con carga eléctrica, sea positiva o negativa, y le asignan propiedades especiales a la termosfera. Por otro lado, la termosfera condensa gran parte de la energía solar que llega al planeta.
Pese a la escasa densidad de gases en esta capa, los mismos captan gran parte de la energía recibida del Sol. Por esto se originan altas temperaturas en la termosfera, lo cual reduce el calentamiento de la superficie terrestre, además de captar los rayos X y la radiación ultravioleta extrema.
La presencia de una capa cargada eléctricamente (ionosfera), permite que las ondas de radio (onda corta) se refracten, es decir reboten en la termosfera. Debido a esto, las ondas de radio pueden viajar a cualquier punto del planeta.
En la termosfera es donde se encuentra la estación espacial y muchos satélites de órbita baja, debido a la relativa estabilidad de esta capa. Aquí, entre otras cosas, no hay fricción debido a la baja densidad del aire y las ondas de radio alcanzan esta capa atmosférica.
Los astrónomos necesitan contar con puntos de referencia para corregir sus observaciones telescópicas debido a la distorsión que provoca la atmósfera en la luz. Para ello, cuando hay estrellas muy brillantes las emplean como referencia, pero este tipo de estrellas no son muy abundantes.
Por tanto, las crean artificialmente enviando un rayo láser que al chocar con la capa de sodio en la termosfera produce un destello (estrella guía).
Las auroras son efectos luminosos que ocurren en la alta atmósfera, tanto en la termosfera como la exosfera. Estos espectáculos luminosos se ven en las regiones polares, siendo aurora boreal si suceden en el polo norte y aurora austral en el sur.
Dichos efectos luminosos son producidos por tormentas solares del tipo denominado eyección de masa coronal. En estos eventos el Sol expulsa al espacio radiaciones y gases electrificados que interactúan con el campo magnético terrestre.
La magnetosfera se forma por el choque entre el campo magnético terrestre que va de polo a polo, y el viento solar, protegiendo a la Tierra de las radiaciones y partículas solares. Sin embargo, parte de la energía y gases electrificados pueden penetrar a la atmósfera terrestre por los polos.
La magnetosfera se extiende hasta la termosfera y la exosfera, de tal forma que interactúa con la ionosfera.
Las pequeñas partículas solares electrificadas llegan hasta la termosfera por las líneas magnéticas, chocando con los átomos de oxígeno y nitrógeno. De hecho, es lo que forma la ionosfera, que es una capa cargada de energía que produce iones (partículas con carga eléctrica).
Esta interacción provoca descargas luminosas, cuyos colores dependen del elemento que interactúa y se observan como bandas de luz ondulantes en el espacio.
Si el choque se produce entre el oxígeno y las partículas cargadas eléctricamente, los destellos son rojos y verdes. En tanto que si dichas partículas chocan con átomos de nitrógeno, entonces el color de los destellos será violeta y azul.
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