Jedan od slojevi atmosfere koja nas štiti je jonosfera. To je područje koje sadrži veliki broj atoma i molekula koji su nabijeni električnom energijom. Ove nabijene čestice nastaju zahvaljujući zračenju koje dolazi iz svemira, uglavnom od naše zvijezde Sunca. Ovo zračenje pogađa neutralne atome i molekule zraka u atmosferi i na kraju ih puni električnom energijom. Jonosfera je od velikog značaja za ljudska bića, posebno zbog njenih funkcija vezanih za komunikaciju i zaštitu od opasnih zračenja iz svemira, te ćemo joj iz tog razloga posvetiti cijeli ovaj post.
Objasnit ćemo vam sve što trebate znati o karakteristikama, radu i važnosti jonosfere.
Glavne karakteristike
Dok Sunce kontinuirano sija, tokom svoje aktivnosti generiše veliku količinu elektromagnetnog zračenja. Ovo zračenje pada na slojeve naše planete, puneći atome i molekule električnom energijom. Jednom kada su sve čestice nabijene, formira se sloj koji nazivamo jonosfera. Ovaj se sloj nalazi između mezosfere, termosfere i egzosfere. Ova konfiguracija je neophodna za razumijevanje važnosti jonosfere za ljude.
Manje-više možete vidjeti da počinje na visini od oko 50 km iznad površine zemlje. Iako počinje na ovoj nadmorskoj visini, gdje postaje potpuniji i važniji je iznad 80 km. U područjima koja nalazimo u gornjim dijelovima jonosfere možemo vidjeti stotine kilometara iznad površine koja se proteže desetinama hiljada kilometara u svemir je ono što nazivamo magnetosferom. Magnetosfera je sloj atmosfere koji tako nazivamo zbog svog ponašanja zbog Zemljino magnetno polje i djelovanje Sunca na njega. Odnos između jonosfere i magnetosfere pojačava važnost ovog sloja za život na našoj planeti.
Jonosfera i magnetosfera povezane su nabojima čestica. Jedan ima električna, a drugi magnetski.
Slojevi jonosfere
Kao što smo već spomenuli, iako jonosfera počinje na 50 km, ona ima različite slojeve, ovisno o koncentraciji i sastavu jona koji je tvore. Prije se mislilo da se jonosfera sastoji od nekoliko različitih slojeva koji su identificirani slovima D, E i F. Sloj F podijeljen je u dva detaljnija područja, a to su F1 i F2. Danas je dostupno više znanja o jonosferi zahvaljujući razvoju tehnologije i poznato je da se ti slojevi ne razlikuju previše. Međutim, kako se ljudima ne bi zavrtjelo u glavi, zadržava se prvobitna shema koja je postojala na početku.
Analiziraćemo deo po deo različite slojeve jonosfere da bismo detaljno videli njen sastav i značaj, kao što je funkcija koju ima u širenju radio talasa.
Regija D
To je najniži dio čitave jonosfere. Dostiže nadmorsku visinu između 70 i 90 km. Regija D ima različite karakteristike od regiona E i F. To je zato što njeni slobodni elektroni nestaju skoro potpuno tokom noći. Obično nestaju kako se spajaju s ionima kisika i formiraju molekule kisika koje su električno neutralne. Dinamika ovog procesa naglašava važnost svakog sloja u zaštiti naše planete.
Regija E
Ovo je sloj poznat i kao Kennekky-Heaviside. Ovo ime je dato u čast američkog inženjera Arthura E. Kennellyja i engleskog fizičara Olivera Heavisidea. Ovaj se sloj proteže manje-više od 90 km, gdje sloj D završava do 160 km. Ima jasnu razliku sa regionom D, a to je da jonizacija ostaje tokom cele noći. Treba napomenuti da je i on prilično smanjen, što čini njegovo proučavanje bitnim za razumijevanje jonosfere.
Regija F
Približne je nadmorske visine od 160 km do kraja. To je dio koji ima najveću koncentraciju slobodnih elektrona jer je najbliži suncu. Zbog toga opaža više zračenja. Njegov stepen jonizacije nema velike promjene tokom noći, jer dolazi do promjene u distribuciji jona. Tokom dana možemo vidjeti dva sloja: manji sloj koji je poznat kao F1 koji je viši i drugi visoko jonizirani dominantan sloj poznat kao F2. Tokom noći oboje su stopljeni na nivou sloja F2, koji je poznat kao Appleton.
Uloga i značaj jonosfere
Za mnoge posjedovanje sloja atmosfere koji je električno nabijen možda ne znači ništa. Međutim, jonosfera je od velike važnosti za razvoj čovječanstva. Na primjer, zahvaljujući ovom sloju možemo širiti radio talase na različita mjesta na planeti. Takođe možemo slati signale između satelita i Zemlje. Ovo dodatno pojačava relevantnost jonosfere u modernim komunikacijama, jer bi bez nje bilo teško održati globalnu povezanost.
Jedan od najvažnijih faktora zašto je jonosfera neophodna za ljude je zato što nas štiti od opasnog zračenja iz svemira. Zahvaljujući jonosferi, možemo posmatrati jedinstvene prirodne pojave kao npr Polarna svjetlost, vizuelni spektakl koji nije samo lijep, već ukazuje i na solarnu aktivnost. Slično, jonosfera štiti našu planetu od nebeskih stijenskih masa koje ulaze u atmosferu. Termosfera nam pomaže da se zaštitimo i regulišemo temperaturu Zemlje apsorbujući dio UV zračenja i rendgenskih zraka koje emituje Sunce. S druge strane, egzosfera je prva linija odbrane između planete i sunčevih zraka.
Temperature u ovom prijeko potrebnom sloju su izuzetno visoke. U nekim tačkama možemo naći 1.500 stepeni Celzijusa. Na ovoj temperaturi, osim što je nemoguće živjeti, spalio bi svaki ljudski element koji prođe. To je ono što uzrokuje da se veliki dio meteorita koji su pogodili našu planetu raspadnu i formiraju zvijezde padalice. A kada ove stijene dođu u kontakt sa jonosferom i visokom temperaturom na kojoj se ona nalazi u nekim tačkama, nalazimo objekat koji postaje pomalo usijan i okružen vatrom dok se ne raspadne.
To je zaista neophodan sloj da bi se ljudski život razvio onakav kakav danas znamo. Iz tog razloga je važno da je temeljnije poznajemo i proučavamo njeno ponašanje, jer bez nje ne bismo mogli živjeti.
