Іонасфера - гэта што такое? пласты іёнасферы

Атмасфера Зямлі складаецца з некалькіх частак, якія маюць розны склад. Стратасфера, экзосфера, Трапасфера, іанасферы і іншыя пласты абараняюць ўсё жывое на планеце ад жорсткага касмічнага выпраменьвання. Не ўсе яны маюць у сваім складзе кісларод ў колькасці, дастатковай для дыхання. Але кожная выконвае свае функцыі. Напрыклад, іанасферы - гэта самы верхні пласт атмасферы, размешчаны вышэй за 50 кіламетраў. Ён названы так з-за вялікай колькасці іёнаў, якія ўтвараюцца з прычыны ўздзеяння сонечнай радыяцыі. Менавіта яны затрымліваюць большую частку касмічнага выпраменьвання.

Іонасфера: склад

Гэты пласт атмасферы складаецца з сумесі газаў. Іх там вельмі мала, таму кажуць пра вельмі разраджаным паветры на такой вышыні. Менавіта таму палёты ў гэтым месцы немагчымыя. Больш за ўсё іанасферы Зямлі змяшчае нейтральных атамаў азоту і кіслароду. Але асноўны яе склад - гэта квазинейтральная плазма, у якой колькасць станоўча зараджаных часціц прыкладна роўная колькасці адмоўна зараджаных. Такіх іёнаў становіцца ўсё больш з выдаленнем ад Зямлі. Таму іёнасферы яшчэ часам называюць плазменнай абалонкай Зямлі.

Асноўны склад іёнасферы ад 50 да 100 кіламетраў вышэй паверхні Зямлі - гэта кісларод, азот і натрый. Але пасля 100 км у ёй пачынаюць пераважаць вадарод і гелій.

тлумачэнне назвы

Іонасфера - гэта пласт атмасферы, названы так з-за высокай ступені іянізацыі. Крыніцай яе з'яўляюцца рэнтгенаўскія і ультрафіялетавыя сонечныя прамяні. Іёны - гэта адмоўна зараджаныя электроны. У іёнасферы іх канцэнтрацыя вельмі вялікая. На ўзровень іёнаў трохі ўплывае магнітасфэра Зямлі. Але колькасць іянізаваных электронаў часцей за ўсё павялічваецца падчас выбухаў на Сонца, а таксама з-за праходжання міма Зямлі розных касмічных тэл, напрыклад, метэарытных часціц. У начны час, калі няма сонечнага выпраменьвання, на ўзровень іянізацыі ўплываюць галактычныя касмічныя прамяні.

Ўспышкі на Сонцы прыводзяць да таго, што да Зямлі накіроўваецца паток элементарных часціц - пратонаў, электронаў. Яны ўздзейнічаюць на ўсе слаі атмасферы Зямлі. Але большая частка жорсткага выпраменьвання затрымліваецца ў іёнасферы. Пры гэтым рэзка павышаецца яе іянізацыя.

вывучэнне іёнасферы

Гэты пласт атмасферы быў знойдзены ў пачатку 20 стагоддзя навукоўцамі Е. Эпплтон, М. Барнет, Г. Брейтом і М. Тьювом. Яны ўсталявалі, што на вышыні пасля 50 кіламетраў існуе пласт газаў, якія адлюстроўваюць радыёхвалі. За ім пачалі назіраць. Было ўстаноўлена, што Іонасфера пастаянна розная. Нават на працягу дня яе склад і іншыя характарыстыкі змяняюцца. Розная колькасць газаў таксама ў завсимости ад вышыні. Таму іёнасферы падзялілі на тры пласта.

Але поўнае ўяўленне пра асаблівасці гэтай частцы атмасферы чалавецтва змагло атрымаць толькі ў другой палове 20 стагоддзі. Вывучалі яе з наземных ионосферных станцый. Потым пачалі даследаваць яе знутры. Спачатку ракеты, потым спадарожнікі падняліся ў верхнія слаі атмасферы. І людзі змаглі зразумець, што такое іёнасферы. Склад яе быў вывучаны дзякуючы ўжыванню з ракет мас-спектрометра. Гэта таксама дало магчымасць вымераць іншыя параметры:

• тэмпературу;
• канцэнтрацыю іёнаў;
• электраправоднасць;
• крыніцы іянізацыі;
• асаблівасці жорсткага сонечнага выпраменьвання.

Даследуюць іёнасферы таксама з дапамогай радиометодов - вывучэння адлюстраваных радыёхваль. А ў апошні час сталі прымяняцца спадарожнікі, на борце якіх ёсць станцыі і зонды, якія даследуюць іёнасферы зверху. Гэта дазволіла скласці ўяўленне пра яе самым верхнім пласце, недаступным для вывучэння з Зямлі.

пласты іёнасферы

Гэта частка атмасферы таксама неаднародная. У ёй адрозніваюць тры пласта з рознай ступенню іянізацыі і шчыльнасці газаў.

• У самым ніжнім пласце, распасціраецца да 90 кіламетраў, іянізацыя самая нізкая. Паветра тут іянізуе пад уплывам магнітных бур Зямлі, а таксама з дапамогай рэнтгенаўскіх прамянёў Сонца. Таму ў начны час іянізацыя тут яшчэ мацней зніжаецца.
• Другі пласт размяшчаецца ад 90 да 120 кіламетраў. Ён характарызуецца сярэдняй шчыльнасцю іёнаў, якая моцна падвышаецца ў дзённы час пад уздзеяннем сонечнага выпраменьвання. У гэтым пласце адбываецца адлюстраванне сярэдніх і кароткіх радыёхваль. Гэтую частку іёнасферы яшчэ называюць пластом Кеннел-Хевисайда, якія ўпершыню вывучылі яго.
• Уся астатняя Іонасфера вышэй 130 кіламетраў складае трэці пласт. Максімальны ўзровень іянізацыі тут назіраецца на вышыні каля 200 кіламетраў. Гэты пласт дае магчымасць перадаваць караткахвалевае радыёвыпраменьванне на вялікія адлегласці. Адкрыў гэты пласт англійская фізік Эпплтон.

Што такое азонавы пласт

Ніжэй іёнасферы размешчаны азонавы пласт. Ён абараняе Зямлю ад пагібельнага ўздзеяння ўльтрафіялетавых прамянёў і ад страты цяпла. Навукоўцы даказалі, што азон карысны для ўсяго жывога. Памяншэнне яго колькасці або поўная адсутнасць негатыўна адбіваюцца на стане здароўя людзей. Азонавыя дзіркі, якія былі выяўленыя ў канцы 20 стагоддзя, выклікаюць павышэнне колькасці ракавых захворванняў. Некаторыя навукоўцы звязваюць такія працэсы не з выкідамі газаў з паверхні Зямлі, а з разбурэннем верхніх іянізаваных слаёў атмасферы, якія сталі прапускаць шкоднае ультрафіялетавае выпраменьванне.

Ўплыў іёнасферы на радыёсувязь

Высокая ступень іянізацыі паветра ў гэтым пласце атмасферы можа ўплываць на радыёсувязь. Адмоўна зараджаныя часціцы, хаатычна рухаючыся, могуць мяняць кірунак радыёхваль і нават паглынаць іх энергію. У выніку гэтага ўзнікаюць моцныя перашкоды, часовае знікненне радыёсувязі або, наадварот, узмацненне слишимости далёкіх радыёстанцый.

Навукоўцы даказалі, што менавіта Іонасфера - гэта той пласт атмасферы, які робіць магчымым распаўсюд радыёхваляў. Так атрымалася, што дзякуючы гэтым радоиволнам і быў адчынены гэты пласт у 20-я гады 20 стагоддзя.

Для больш дакладнай перадачы радыёхваль на далёкія адлегласці неабходна знайсці ў іёнасферы пункту праламлення, адбіўшыся ад якіх яны патрапяць менавіта ў тое месца, у якое трэба. Праблема яшчэ і ў тым, што частка энергіі паглынаецца адмоўна зараджанымі іёнамі. З гэтым звязана такая з'ява, калі доўгія хвалі хутка згасаюць у іёнасферы, а лепш перадаюцца кароткія. Акрамя таго, радыёсувязь пагаршаецца падчас магнітных бур, пры якіх іянізацыя памяншаецца.

разбурэнне іёнасферы

Усе ведаюць, для чаго Зямлі патрэбна атмасфера. Іонасфера жа - гэта яе пласт, які абараняе астатнія пласты ад жорсткага касмічнага выпраменьвання. Таму вельмі важна, каб яе склад падтрымліваўся на нармальным узроўні. Але дзейнасць чалавека ў апошнія гады прыводзіць да таго, што гэты пласт атмасферы пачынае разбурацца. Напрыклад, пры запуску касмічнай лабараторыі «Скайлеб» у іёнасферы выкідваецца велізарная колькасць вадароду.

Іншыя ракеты-носьбіты ня менш уплываюць на склад атмасферы. Касмічны «Шатл» выкідвае пры згаранні паліва вялікая колькасць хлору, аксіду вугляроду, аксіду алюмінія, вадароду. А РН «Энергія» - шмат аксіду азоту. Усё гэта актыўна знішчае пласты іёнасферы і прыводзіць да памяншэння колькасці азону. Рэшткі паліва ўжо доўгі час назапашваюцца ў верхніх пластах атмасферы. Асабліва шмат іх ўтрымлівае стратасфера. Іонасфера ж вельмі адчувальная да змены свайго складу, таму іёны хутка руйнуюцца.

Атрымліваецца, што пры запуску касмічных апаратаў ўздоўж усёй трасы іх палёту утворыцца калідор, так званая ионосферная дзірка. У гэтым месцы касмічныя прамяні могуць пранікаць у атмасферу і дасягаць паверхні Зямлі, адмоўна уздзейнічаючы на ўсе жывыя арганізмы.

Паўночнае ззянне

Іонасфера - гэта месца, дзе ўтвараецца такая дзіўная з'ява, як паўночнае ззянне. Яно ўзнікае пад уплывам выпраменьванняў з космасу. Калі зараджаныя касмічныя часціцы, якія рухаюцца да Зямлі, уваходзяць у верхнія пласты іёнасферы, узнікае абурэнне іёнаў, якое знізу ўспрымаецца, як прыгожае пераліваецца свячэнне. На самай справе гэты працэс уяўляе сабой нейтралізацыю ў іёнасферы віхур зараджаных часціц, якія ідуць ад Сонца. Калі б не гэты пласт, "сонечны вецер" загубіў бы ўсё жывое на Зямлі.