De exosfeer is de buitenste laag van de aarde atmosfeer, gelegen boven de thermosfeer. Het strekt zich uit van ongeveer 600 km totdat het uitdunt om op te gaan in de interplanetaire ruimte. Dit maakt de exosfeer ongeveer 10.000 km of 6.200 mijl dik of ongeveer zo breed als de aarde. De bovenste grens van de exosfeer van de aarde strekt zich ongeveer halverwege de maan uit.
Voor andere planeten met substantiële atmosferen is de exosfeer de laag boven de dichtere atmosferische lagen, maar voor planeten of satellieten zonder dichte atmosfeer, de exosfeer is het gebied tussen het oppervlak en interplanetair ruimte. Dit heet de oppervlakte grens exosphere. Het is waargenomen voor de Maan van de aarde, Kwik, en de Galileaanse manen van Jupiter.
Het woord "exosphere" komt van de Oudgriekse woorden exo, wat betekent buiten of buiten, en sphaira, wat bol betekent.
Exosphere Kenmerken
De deeltjes in de exosfeer liggen extreem ver uit elkaar. Ze voldoen niet helemaal aan de definitie van een "gas-"omdat de dichtheid te laag is om botsingen en interacties te voorkomen. Ze zijn ook niet per se plasma, omdat de atomen en moleculen niet allemaal elektrisch geladen zijn. Deeltjes in de exosfeer kunnen honderden kilometers afleggen langs een ballistisch traject voordat ze tegen andere deeltjes botsen.
De exosfeer van de aarde
De ondergrens van de exosfeer, waar deze de thermosfeer ontmoet, wordt de thermopauze genoemd. De hoogte boven zeeniveau varieert van 250-500 km tot 1000 km (310 tot 620 mijl), afhankelijk van zonneactiviteit. De thermopauze wordt de exobase, exopauze of kritische hoogte genoemd. Boven dit punt zijn barometrische voorwaarden niet van toepassing. De temperatuur van de exosfeer is bijna constant en erg koud. Aan de bovengrens van de exosfeer overschrijdt de zonnestralingdruk op waterstof de zwaartekracht terug naar de aarde. De fluctuatie van de exobase als gevolg van zonneweer is belangrijk omdat het de luchtweerstand op ruimtestations en satellieten beïnvloedt. Deeltjes die de grens bereiken, gaan verloren van de atmosfeer van de aarde naar de ruimte.
De samenstelling van de exosfeer is anders van die van de lagen eronder. Alleen de lichtste gassen komen voor, nauwelijks door de zwaartekracht tegen de planeet gehouden. De exosfeer van de aarde bestaat voornamelijk uit waterstof, helium, kooldioxide en atomaire zuurstof. De exosfeer is vanuit de ruimte zichtbaar als een wazig gebied dat de geocorona wordt genoemd.
De maanatmosfeer
Op aarde zijn er ongeveer 1019 moleculen per kubieke centimeter lucht op zeeniveau. Daarentegen zijn er minder dan een miljoen (106) moleculen in hetzelfde volume in de exosfeer. De maan heeft geen echte atmosfeer omdat de deeltjes niet circuleren, niet veel straling absorberen en moeten worden bijgevuld. Toch is het ook geen vacuüm. De grenslaag van het maanoppervlak heeft een druk van ongeveer 3 x 10-15 atm (0,3 nano-pascal). De druk varieert afhankelijk van of het dag of nacht is, maar de hele massa weegt minder dan 10 ton. De exosfeer wordt geproduceerd door radon en helium te ontgassen door radioactief verval. De zonnewind, het micrometeorbombardement en de zonnewind dragen ook bij aan deeltjes. Ongewone gassen die in de exosfeer van de maan worden aangetroffen, maar niet in de atmosfeer van de aarde, Venus of Mars, omvatten natrium en kalium. Andere elementen en verbindingen die in de exosfeer van de maan worden aangetroffen, zijn argon-40, neon, helium-4, zuurstof, methaan, stikstof, koolmonoxide en kooldioxide. Er is een kleine hoeveelheid waterstof aanwezig. Er kunnen ook zeer kleine hoeveelheden waterdamp bestaan.
Naast de exosfeer kan de maan een "atmosfeer" van stof hebben die boven het oppervlak zweeft als gevolg van elektrostatische levitatie.
Exosphere Fun Fact
Hoewel de exosfeer van de maan bijna een vacuüm is, is deze groter dan de exosfeer van Mercurius. Een verklaring hiervoor is dat Mercurius veel dichter bij de zon staat, waardoor de zonnewind deeltjes makkelijker weg kan vegen.
Referenties
- Bauer, Siegfried; Lammer, Helmut. Planetary Aeronomy: Atmosphere Environments in Planetary Systems, Springer Publishing, 2004.
- "Is er een atmosfeer op de maan?". NASA. 30 januari 2014. Ontvangen 20/02/2017