La capa de la atmósfera en la que desaparece la gravedad es la exosfera, que es la última capa antes del espacio interplanetario. La atmósfera es la capa de gases que rodea a la Tierra, y cumple con diversas funciones: contiene el oxígeno necesario para la vida, protege de los rayos solares y de agentes externos como meteoritos y asteroides.
La composición de la atmósfera es mayormente de nitrógeno, pero también está compuesta por oxígeno y tiene una concentración muy pequeña de otros gases, como el vapor de agua, el argón, el ozono y el dióxido de carbono.
Aunque no lo parezca, el aire pesa, y el aire que se encuentra en las capas superiores empuja al de las capas inferiores, haciendo que haya mayor concentración de aire en estas.
A este fenómeno se le conoce como presión atmosférica. A mayor altura dentro de la atmósfera, esta se va haciendo menos densa, marcando el límite del final de la atmósfera a unos 10.000 km de altura. Esto es conocido como la Línea de Karman.
Exosfera: la capa donde desaparece la gravedad
La exosfera es la zona de tránsito entre la atmósfera y el espacio exterior. Hay mucho polvo cósmico que cae sobre la Tierra, y que aumenta su peso en alrededor de 20.000 toneladas.
Aquí es donde se encuentran suspendidos los satélites meteorológicos de órbita polar. Se encuentran en esta capa de la atmósfera, ya que el efecto de la gravedad es casi inexistente.
La densidad del aire es casi despreciable debido también a la poca gravedad que tiene, y los átomos se escapan porque la gravedad no los atrae hacia la superficie terrestre.
En la exosfera también se encuentra el flujo o plasma, que desde el exterior se ve como los Cinturones de Van Allen.
La exosfera está constituida por materiales plasmáticos, donde la ionización de las moléculas forma un campo magnético, por lo que también es conocida como magnetosfera.
Pese a que en muchos lugares se utiliza el nombre de exosfera o magnetosfera indistintamente, hay que hacer una distinción entre ambas. Las dos ocupan el mismo lugar, pero la exosfera está contenida dentro de la magnetosfera.
La magnetosfera se forma por la interacción del magnetismo de la Tierra y el viento solar y protege al planeta de la radiación solar y de los rayos cósmicos.
Las partículas son desviadas hacia los polos magnéticos causando auroras boreales y australes. La magnetosfera es causada por el campo magnético que produce el núcleo férreo de la Tierra, que posee materiales cargados eléctricamente.
Casi todos los planetas del sistema solar, a excepción de Venus y Marte, cuentan con una magnetosfera que les protege del viento solar.
Si la magnetosfera no existiese, la radiación del Sol llegaría hasta la superficie provocando la pérdida del agua del planeta.
El campo magnético formado por la magnetosfera, hace que las partículas de aire de los gases más ligeros posean una velocidad suficiente para escaparse hacia el espacio exterior, pues el campo magnético al que están sometidas aumenta su velocidad, y la fuerza gravitatoria de la Tierra no es suficiente para detener a estas partículas.
Al no sufrir el efecto de la gravedad, las moléculas de aire se encuentran más dispersas que en otras capas de la atmósfera. Al tener menor densidad, las colisiones que se producen entre las moléculas de aire son mucho más escasas.
Por lo tanto, las moléculas que se encuentran en la parte más alta, tienen mayor velocidad, y pueden escapar de la gravedad terrestre.
Para poner un ejemplo y que sea más fácil entenderlo, en las capas altas de la exosfera, donde la temperatura ronda los 700 °C, los átomos de hidrógeno tienen una velocidad de 5 km por segundo de media.
Pero hay zonas donde los átomos de hidrógeno pueden llegar a alcanzar los 10,8 km/s, que es la velocidad necesaria para poder vencer la gravedad a esa altitud.
Como la velocidad también depende de la masa de las moléculas, cuanta mayor masa menor velocidad van a tener, y pueden existir partículas en la parte superior de la exosfera que no lleguen a alcanzar la velocidad necesaria para escapar a la gravedad terrestre, pese a encontrarse limítrofes con el espacio exterior.
Referencias
- Exosphere | NASA Space Place – NASA Science for Kids. Tomado de spaceplace.nasa.gov
- The Exosphere – UCAR Center for Science Education. Tomado de scied.ucar.edu