המרחב מעל לכדור הארץ - הרכב שכבות האטמוספרה

המרחבים מעל לכדור הארץ.

הרכב שכבות  האטמוספרה

אטמוספרת כדור הארץ צפופה באופן יחסי ומורכבת בעיקר מחנקן 78%, חמצן 21%, ארגון 0.934% וכמויות קטנות של גזים אחרים ובראשם פחמן דו-חמצני 0.035. ככל שעולים ומתרחקים מכדור הארץ, הולכת צפיפות האוויר ונהיית דלילה יותר.

אטמוספרה -  ATMOSPHERE אטמוס = גז קיטור ספירה = כדור מילים ביוונית. הוא מעטה האוויר של כדור הארץ , מגיעה עד כ- 500 -750 ק"מ מפני כדור הארץ. כמין שמיכה של שכבות גזים המקיפה את כדור הארץ ובזכותה יכולים כל בעלי - החיים והצמחים להתקיים. האטמוספירה המקיפה את כדור-הארץ מורכבת מ- 78% חנקן, 21% חמצן ,ארגון 0,9% וחומרים אחרים כגון: פחמן דו-חמצני, אוזון, הליום, מימן, מתאן, ניאון, קסנון, קריפטון, ואדי מים. החמצן מצוי כיום באטמוספרה של הארץ הודות לקיום חיים ולתהליך הפוטוסינתזה המתרחש בצמחים.באטמוספרה של כדור הארץ מבחינים בחמש שכבות עיקריות:

1 .טרופוספרה  TROPOSPHERE.

היא השכבה הנמוכה ביותר, בתוכה אנו חיים.בגובה של 14 – 18 ק''מ , 75% כשלושת רבעי המסה של האטמוספרה מרוכזת בה כל התהליכים האקלימיים מתחוללים בה.

2 .סטרסוספירה STATOSPHERE  -

היא השכבה האמצעית באטמוספרת כדור הארץ, והיא ממוקמת בין הטרופוספרה מתחתיה מזוספירה שמעליה. גובה הסטרטוספרה משתנה בהתאם .. גובה הסטרוספירה נע מ-17 ק"מ מעל שטח כדור הארץ עד 50 ק"מ

3 .מזוספירה - MEZOSPHERE מזוס ביוונית פירושו אמצע, המדובר בשכבת האטמוספרה בגובה של  50 – 80 ק''מ    הנמצאת מעל הסטרטוספרה ומתחת תרמוספירה .

4 .תרמוספירה - THERMOSPHERE השכבה החיצונית, הגבוהה ביותר של האטמוספרה. נמצאת מעל המזוספרה. בגובה של 80 ק''מ,בסוף  האטמוספרה .בינה לבין אקסוספירה  נמצאת היונספירה .

יונוספרה   - IONOSPHERE  שכבה באטמוספרה בגובה של

75 -  350 ק''מ  הבולעת קרינת  השמש בעלת אנרגיה גבוהה.

5 .אקסוספירה - EXOSPHERE  היא השכבה העליונה ביותר של האטמוספרה  . מעל תרמוספירה  שנמצאת בגובה שבין 500-750 קילומטר. היא מכילה בעיקר מימן ובנוסף הליום  השכבה האחרונה לפני החלל החיצון .

האטמוספירה

היא שכבת הגז העוטפת את כדור הארץ. תחילה היא נוצרה מגזים שנפלטו מכדור הארץ בראשית התהוותו, ועם הזמן השתנה ההרכב שלה. היום היא מורכבת מ- 78% חנקן, 20.9% חמצן, 0.93% ארגון ו- 0.03% פחמן דו-חמצני. השאר הם אדי מים, אבק, חלקיקי חומר וגזים נוספים.

החלק העליון של היונספירה מכונה מגנוטספירה.

מגנוטספירה –MAGNETOSPHERE

החלק העליון של היונספירה מכונה מגנוטספירה.מהמילה מגנט + ספירה כדור .נמצאת סביב כדור הארץ גבולה כ 70000 ק''מ, היא גם קיימת סביב כוכבי לכת בעלי שדה מגנטי - צדק, שבתאי, אוראנוס ונפטון.

בשביל החלב קיימים בממוצע כ 1.6 מיליארד כוכבים.

בנוסף בטלסקופ קפלר הובחנו  כ - 708  כוכבים הידועים ככוכבי לכת חוץ שמשי  מחוץ למערכת השמש שלנו.

מגנטופאוזה -- MAGNETOPAUSE היא החלק החיצוני של המגנטוספרה. החלקיקים מרוח השמש הטעונים בשדה מגנטי בין-פלנטרי - אינם יכולים להתערבב עם חלקיקי הפלזמה הטעונים מהשדה המגנטי של כדור הארץ הנמצאים במגנטוספירה. מגנטופאוזה היא הגבול שבין שני סוגי החלקיקים.

פלזמספירה -  PLASMASPHERE  היא החלק הפנימי של המגנטוספרה - זה שקרוב לאטמוספרה, מכילה פלזמה קרה עם אנרגיה נמוכה.

האטמוספירה  מתחלקת לחמש שכבות.

הראשונה – טרופוספרה

שגובהה משתנה לפי קווי הרוחב ועונות השנה. בקו המשווה היא מגיעה ל- 16- ק"מ ובקטבים עד 9 ק"מ. בשכבה זו יש יותר מולקולות אוויר מאשר בשכבות האחרות, וכל שינוי בה משפיע על מזג האוויר: אוויר חם עולה, מתקרר, ונופל חזרה תוך גרימת תנודות אוויר אדירות. הרוחות בשכבה זו הן לרוב אנכיות.

השנייה – סטרטוספרה

מגיעה לגובה של כ- 50 ק"מ והאוויר בה דליל. חלקה התחתון רגוע למדי והמטוסים מרבים לטוס בה כדי להימנע ממזג האוויר הסוער שבטרופוספרה. בחלק העליון של השכבה נושבות רוחות אופקיות שמוכרות בשם 'זרמי סילון'. הן מגיעות למהירות של 480 קמ"ש. מומלץ למטוסים לנוע עמן ולא מולן…
שכבה זו מכילה גם את האוזון שנמצא בין 15 ל- 40 ק"מ מעל פני הקרקע. הטמפרטורה בתחתית השכבה נמוכה והיא עולה עם הגובה בגלל הקרינה הנספגת על ידי החמצן והאוזון.

השלישית – מזוספירה

מגיעה עד גובה 100 ק"מ. בשכבה זו יורדת הטמפרטורה במהירות ככל שמגביהים.

הרביעית – תרמוספירה

מגיעה כמעט עד גובה 400 ק"מ ובה עולה הטמפרטורה עם הגובה בגלל ספיגת גלים קצרים של קרינה אולטרה-סגולה.

החמישית – אקסוספירה

נמשכת לגובה מאות קילומטרים ונעלמת בהדרגה אל החלל. צפיפות האוויר שם כה נמוכה עד שאין משמעות לשינויי טמפרטורה .

אותרו סלעים וממצאים של השדה המגנטי של כדור הארץ מלפני 3.5 מיליארד שנה המדידות שלהם חושפות היסטוריה של קרבות בין השמש לכדור הארץ על האטמוספרה שלנו.

מאדים הוא דוגמה לכוכב לכת שאיבד את המגנטוספרה בתחילת ההיסטוריה שלו אחרי הפגזה של רוח השמש ששחקה את האטמוספרה שלו.

חוזקו של השדה המגנטי של כדור הארץ לפני 3.5 מיליארד שנה היה כמחצית מכפי שהוא היום , כדור הארץ קיבל כמויות רבות של פרוטונים. ולכן סביר מאוד להניח שרוח השמש הסירה מולקולות נדיפות מן האוויר, כמו מימן, בקצב מהיר יותר מקצב איבוד המולקולות היום. לדברי החוקרים, אובדן מימן מרמז גם על אובדן מים, כלומר ייתכן שעל פני כדור הארץ היום יש הרבה פחות מים מכמות המים שהיו בהיווצרות הפלנטה. מדענים מאוניברסיטת רוצ'סטר גילו ... כאשר הירח מקיף את כדור הארץ, הוא חוצה הלוך וחזור את השדה המגנטי של כדור הארץ ופוגש בזרם במהירות של כמיליון וחצי קמ"ש של חלקיקי רוח השמש.

רעידת האדמה

כדור הארץ.

רדיוס כדור הארץ הוא כ - 6300  ק''מ.
קרום ימי: עובי ממוצע 6 ק''מ, מורכב מסלעי בזלת בעיקר, וגילו המכסימלי 250 מיליון שנה.
קרום יבשתי: עובי ממוצע 35 ק''מ, מורכב מסלעי גרניט בעיקר, וגילו המכסימלי 4.5 מיליארד שנה ויותר.

החומר הראשוני האחיד של כדור-הארץ הינו חומר שכבתי ,אנו מבדילים בין גלעין, מעטפת וקרום, ויתרה מזו - בין גלעין פנימי, גלעין חיצוני, מעטפת תחתונה ועליונה, קרום יבשתי וקרום אוקיאני, ליתוספירה ואסתנוספירה.

הגבול בין מעטפת עליונה לתחתונה הוא 650 ק''מ .

רעידות אדמה .

רעידת אדמה היא שבירה או תזוזה של סלעים בקרום כדור הארץ. שבירה זו נוצרת כתוצאה משחרור לחצים ואנרגיה בנקודות המגע בין לוחות טקטוניים. מוקד רעידת האדמה הוא המקום בו האנרגיה מתפרצת ומשתחררת. האנרגיה הזו מתפשטת בגלים (גלי רעד) לכל הכיוונים, הרעד החזק ביותר הוא בקרבת המוקד.

רעידת אדמה אשר מתרחשת בקרקעית אוקיינוס עלולה לגרום לצונאמי. הצונאמי הוא נחשול, גל ענק, הנוצר בגוף מים גדול (כמו ים או אוקיינוס)  . 

מאגמה .

נמצאת במעמקים, מתחת לקרום כדור הארץ. המאגמה היא חומר חם ומותך המכיל גזים.

המאגמה נתונה ללחצים עצומים והיא מחפשת לה דרך לפרוץ מעלה אל פני השטח. היא פורצת את קרום כדור הארץ המוצק בנקודת התורפה שלו.

הגזים שבמאגמה נפלטים ראשונים ובדרך-כלל הם רעילים ומסוכנים.

לבה.

לאחר התפרצות של מאגמה בהר געש נפלטת לבה. הלבה מתקררת, מתקרשת במהירות ונהפכת לסלע הקרוי "סלע פרץ".

הלבה היא בעצם המאגמה ללא הגזים

קרקעית האוקיינוסים מראה כי הגיל הקדום ביותר של הקרקעית הוא פחות מ-200 מיליון שנה, לעומת גיל כדור הארץ, שידוע כי הוא מגיע ל-4,500 מיליון שנה.

 הידרוספירה - זו מעטפת המים שעוטפת את כדור הארץ .כל המים שיש ב - אוקיינוסים,ימים,אגמים,נהרות,נחלים,מי תהום,והלחות שבאטמוספרה.

הרכב האטמוספרה -

עובי האטמוספרה הוא 1,000 ק"מ והיא מחולקת ל- 5 - חמישה שכבות:

טרופוספרה - המעטפת הקרובה ביותר לכדור הארץ. בה מתבצעות רוב מזג האוויר ורוב התופעות שמשפיעות עליו. עובי הטרופוספרה הוא כ-12 קילומטרים. ככל שיעלו בה הקור יגבר והאוויר ייעשה יותר ויותר דליל.

סטרטוספרה - השכבה הבאה אחרי הטרופוספרה. בניגוד לטרופוספרה, ככל שיעלו החום יגבר וייעשה בלתי נסבל (טמפרטורה החמה ביותר היא    ° 250C). מטוסים משייטים ברמות הנמוכות של הסטרטוספרה כדי להימנע ממערבולות אוויר וממזג אוויר גרוע המצויות בשכבת הטרופוספרה. עובי הסטרטוספרה הוא כ-38 קילומטרים.

מזוספירה - השכבה הבאה אחרי הסטרטוספרה. בה רוב המטאוריטים המגיעים לכדור הארץ מגיעים כבר לשריפה גמורה. עובייה הוא כ-30 קילומטרים.

תרמוספירה - השכבה הבאה אחרי המזוספרה. בחלק משכבת התרמוספרה הנקרא "יונוספרה". השם "יונוספרה" נובע מהעובדה שבמהלך תהליך ה"בליעה" הופך חלק מהגז ליונים. גלים אלקטרומגנטיים מוחזרים משכבת היונוספרה לכדור הארץ, תופעה שנוצלה לשם ביצוע תקשורת לטווח ארוך. עובייה כ-370 קילומטרים.

אקסוספירה - השכבה החיצונית והגבוה ביותר של האטמוספרה. שכבה זו שחוסמת את רוב רוח השמש וכך מגנה עלינו. בשכבה זו אין הרבה שימושים בקרב האדם. עובייה כ-550 קילומטרים.

קיימות עדויות ראשונות לחיים על כדור הארץ, לפני 3.5 מיליארד שנה.

השדה המגנטי של כדור הארץ .

שהמגנטופוזה הארכאית הקדומה, האזור בחלל שבו פוגש השדה המגנטי את רוח השמש, הייתה לכל היותר במרחק של כ- 30,000 קילומטרים מכדור הארץ.

השדה המגנטי היציב של כדור הארץ מגן על כוכב הלכת ועל תושביו ממלוא עוצמתה של רוח השמש, זרם של חלקיקים טעונים שבכוכבי לכת פחות מוגנים, כמו נוגה ומאדים, סילק את מאגרי המים והרס את האטמוספרות שלהם. אפשר לקבוע את עוצמת השדה המגנטי די בביטחון לתקופה שבין 3.4 ל-3.45 מיליארד שנה .