Exosphärendefinition und Fakten

Die Exosphäre ist die äußerste Schicht der Erdatmosphäre, die sich über der Thermosphäre befindet. Es erstreckt sich von ungefähr 600 km bis zu seiner Ausdünnung, um mit dem interplanetaren Raum zu verschmelzen. Dies macht die Exosphäre ungefähr 10.000 km dick oder ungefähr so ​​breit wie die Erde. Die obere Grenze der Erdexosphäre erstreckt sich etwa auf halber Strecke zum Mond.

Für andere Planeten mit erheblichen Atmosphären ist die Exosphäre die Schicht über den dichteren atmosphärischen Schichten, für Planeten oder Satelliten ohne dichte Atmosphäre ist die Exosphäre der Bereich zwischen der Oberfläche und dem interplanetaren Raum. Dies nennt man die Oberflächengrenzenexosphäre. Es wurde für den Erdmond, Merkur und die galiläischen Monde des Jupiter beobachtet.

Das Wort "Exosphäre" stammt aus dem Altgriechischen exo, bedeutet außerhalb oder jenseits, und sphaira, was bedeutet Kugel.

Eigenschaften der Exosphäre

Die Teilchen in der Exosphäre sind extrem weit voneinander entfernt. Sie passen nicht ganz zur Definition eines "Gases", da die Dichte zu gering ist, um Kollisionen und Wechselwirkungen zu verursachen. Sie sind auch nicht unbedingt Plasma, weil die Atome und Moleküle nicht alle elektrisch geladen sind. Teilchen in der Exosphäre können Hunderte von Kilometern entlang einer ballistischen Flugbahn wandern, bevor sie auf andere Teilchen treffen.

Die Exosphäre der Erde

Die untere Grenze der Exosphäre, wo sie auf die Thermosphäre trifft, wird als Thermopause bezeichnet. Die Höhe über dem Meeresspiegel reicht von 250 bis 500 km bis zu 1000 km (310 bis 620 Meilen), abhängig von der Sonnenaktivität. Die Thermopause wird als Exobase, Exopause oder kritische Höhe bezeichnet. Oberhalb dieses Punktes gelten keine barometrischen Bedingungen. Die Temperatur der Exosphäre ist nahezu konstant und sehr kalt. An der oberen Grenze der Exosphäre übersteigt der Druck der Sonnenstrahlung auf Wasserstoff die Anziehungskraft auf die Erde. Die Schwankung der Exobasis aufgrund des Sonnenwetters ist wichtig, da sie den Luftwiderstand von Raumstationen und Satelliten beeinflusst. Teilchen, die die Grenze erreichen, gehen aus der Erdatmosphäre in den Weltraum verloren.

Die Zusammensetzung der Exosphäre unterscheidet sich von der der darunterliegenden Schichten. Es treten nur die leichtesten Gase auf, die durch die Schwerkraft kaum auf dem Planeten gehalten werden. Die Exosphäre der Erde besteht hauptsächlich aus Wasserstoff, Helium, Kohlendioxid und atomarem Sauerstoff. Die Exosphäre ist vom Weltraum aus als Fuzzy-Region namens Geocorona sichtbar.

Die Mondatmosphäre

Auf der Erde gibt es ungefähr 10¹⁹ Moleküle pro Kubikzentimeter Luft auf Meereshöhe. Im Gegensatz dazu gibt es weniger als eine Million (10⁶) Moleküle im gleichen Volumen in der Exosphäre. Der Mond hat keine echte Atmosphäre, weil seine Partikel nicht zirkulieren, nicht viel Strahlung absorbieren und nachgefüllt werden müssen. Aber es ist auch kein Vakuum. Die Mondoberflächengrenzschicht hat einen Druck von ca. 3 x 10^-15 atm (0,3 Nano-Pascal). Der Druck variiert abhängig davon, ob es Tag oder Nacht ist, aber die gesamte Masse wiegt weniger als 10 Tonnen. Die Exosphäre entsteht durch Ausgasung von Radon und Helium aus dem radioaktiven Zerfall. Der Sonnenwind, der Mikrometeorbeschuss und der Sonnenwind tragen ebenfalls zu Partikeln bei. Ungewöhnliche Gase, die in der Exosphäre des Mondes gefunden werden, aber nicht in der Atmosphäre der Erde, der Venus oder des Mars, umfassen Natrium und Kalium. Andere Elemente und Verbindungen, die in der Exosphäre des Mondes zu finden sind, umfassen Argon-40, Neon, Helium-4, Sauerstoff, Methan, Stickstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Eine Spurenmenge Wasserstoff ist vorhanden. Es können auch sehr kleine Mengen Wasserdampf vorhanden sein.

Zusätzlich zu seiner Exosphäre kann der Mond eine "Staubatmosphäre" haben, die aufgrund elektrostatischer Levitation über der Oberfläche schwebt.

Exosphere Fun Fact

Während die Exosphäre des Mondes fast ein Vakuum ist, ist sie größer als die Exosphäre des Merkurs. Eine Erklärung dafür ist, dass sich Merkur viel näher an der Sonne befindet, sodass der Sonnenwind Partikel leichter wegfegen kann.

_Verweise

• _{Bauer, Siegfried; Lammer, Helmut. Planetare Aeronomie: Atmosphärenumgebungen in Planetensystemen, Springer Verlag, 2004.}
•  _{"Gibt es eine Atmosphäre auf dem Mond?" NASA. 30. Januar 2014. Abgerufen am 20.02.2017}