Jedan od slojeva atmosfere koji nas štiti je jonosfera . Ovo područje sadrži veliki broj električno nabijenih atoma i molekula. Ove nabijene čestice nastaju zračenjem iz svemira, prvenstveno sa naše zvijezde, Sunca. Ovo zračenje udara u neutralne atome i molekule zraka u atmosferi, puneći ih elektricitetom. Jonosfera je od velikog značaja za ljude, posebno zbog svojih funkcija vezanih za komunikaciju i zaštitu od štetnog zračenja iz svemira, i iz tog razloga ćemo joj posvetiti cijeli ovaj post.
Objasnit ćemo vam sve što trebate znati o karakteristikama, radu i važnosti jonosfere.
Glavne karakteristike
Dok Sunce neprestano sija, njegova aktivnost generira veliku količinu elektromagnetnog zračenja. Ovo zračenje udara u slojeve naše planete, puneći atome i molekule elektricitetom. Nakon što se sve čestice naelektrišu, formira se sloj koji se naziva jonosfera. Ovaj sloj se nalazi između mezosfere, termosfere i egzosfere. Ova konfiguracija je ključna za razumijevanje važnosti jonosfere za čovječanstvo.
Može se vidjeti da jonosfera počinje na visini od približno 50 km iznad Zemljine površine. Iako počinje na ovoj visini, postaje potpunija i značajnija iznad 80 km. U gornjim dijelovima jonosfere možemo vidjeti stotine kilometara iznad površine koje se protežu desetinama hiljada kilometara u svemir; to nazivamo magnetosferom. Magnetosfera je sloj atmosfere koji je tako nazvan zbog svog ponašanja usljed Zemljinog magnetskog polja i utjecaja Sunca na njega. Odnos između jonosfere i magnetosfere pojačava važnost ovog sloja za život na našoj planeti.
Jonosfera i magnetosfera su povezane nabojima njihovih čestica. Jedna ima električne naboje, a druga magnetske naboje.
Slojevi jonosfere
Kao što je ranije spomenuto, iako ionosfera počinje na 50 km, ona ima različite slojeve ovisno o koncentraciji i sastavu iona koji je formiraju. Ranije se smatralo da je ionosfera sastavljena od nekoliko različitih slojeva, označenih slovima D, E i F. Sloj F je dalje podijeljen na dvije detaljnije regije: F1 i F2. Trenutno, zahvaljujući tehnološkom napretku, imamo bolje razumijevanje ionosfere i znamo da se ovi slojevi ne razlikuju mnogo. Međutim, kako bi se izbjegla zabuna, zadržana je originalna shema.
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
Ovo je najniži dio cijele ionosfere. Dostiže visine između 70 i 90 km. Regija D ima drugačije karakteristike od regija E i F. To je zato što njeni slobodni elektroni gotovo u potpunosti nestaju tokom noći. Obično nestaju jer se kombiniraju s ionima kisika i formiraju električno neutralne molekule kisika. Dinamika ovog procesa ističe važnost svakog sloja u zaštiti naše planete.
Regija E
Ovaj sloj je također poznat kao Kennelly-Heavisideov sloj. Nazvan je po američkom inženjeru Arthuru E. Kennellyju i engleskom fizičaru Oliveru Heavisideu. Ovaj sloj se proteže otprilike od 90 km, gdje završava D sloj, do 160 km. Ključna razlika u odnosu na D regiju je u tome što ionizacija traje tokom cijele noći. Međutim, ona se također znatno smanjuje, što njeno proučavanje čini fundamentalnim za razumijevanje ionosfere.
Regija F
Nalazi se na približnoj nadmorskoj visini od 160 km do vrha. To je dio s najvećom koncentracijom slobodnih elektrona jer je najbliži Suncu. Stoga prima najviše zračenja. Stepen njegove jonizacije se ne mijenja mnogo tokom noći, jer dolazi do promjene u raspodjeli jona. Tokom dana možemo vidjeti dva sloja: manji sloj poznat kao F1, koji je više gore, i dominantni, visoko jonizirani sloj poznat kao F2. Noću se oba spajaju na nivou sloja F2, koji je poznat kao Appletonov sloj.
Uloga i značaj jonosfere
Mnogima se činjenica da atmosfera ima električno nabijeni sloj možda ne čini značajnom. Međutim, jonosfera je od velikog značaja za razvoj čovječanstva. Na primjer, zahvaljujući ovom sloju, možemo širiti radio talase do različitih dijelova planete. Također možemo slati signale između satelita i Zemlje. Ovo dodatno pojačava relevantnost jonosfere za moderne komunikacije, jer bi bez nje održavanje globalne povezanosti bilo teško.
Jedan od najvažnijih razloga zašto je jonosfera bitna za čovječanstvo jeste to što nas štiti od štetnog zračenja iz svemira. Zahvaljujući jonosferi, možemo posmatrati jedinstvene prirodne pojave poput aurore borealis , vizuelnog spektakla koji je ne samo lijep, već i ukazuje na solarnu aktivnost. Slično tome, jonosfera štiti našu planetu od nebeskih kamenih formacija koje ulaze u atmosferu. Termosfera nam pomaže u zaštiti i regulaciji Zemljine temperature 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 vitalnom sloju su izuzetno visoke. Na nekim mjestima dostižu i 1.500 stepeni Celzijusa. Na ovoj temperaturi, osim što je nemoguće živjeti na njoj, ona bi spalila svaki ljudski element koji bi došao u kontakt s njom. To je ono što uzrokuje da se većina meteorita koji udare u našu planetu raspadne i formira zvijezde padalice. Kada ove stijene dođu u kontakt s jonosferom i visokim temperaturama koje se tamo nalaze, objekt postaje užaren i okružen vatrom dok se konačno 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.
