Ένα από τα στρώματα της ατμόσφαιρας που μας προστατεύει είναι το ιονοσφέρα. Είναι μια περιοχή που περιέχει μεγάλο αριθμό ατόμων και μορίων που είναι φορτισμένα με ηλεκτρισμό. Αυτά τα φορτισμένα σωματίδια δημιουργούνται χάρη στην ακτινοβολία που προέρχεται από το διάστημα, κυρίως από το αστέρι μας τον Ήλιο. Αυτή η ακτινοβολία χτυπά τα ουδέτερα άτομα και τα μόρια του αέρα στην ατμόσφαιρα και καταλήγει να τα φορτίζει με ηλεκτρισμό. Η ιονόσφαιρα έχει μεγάλη σημασία για τα ανθρώπινα όντα, ειδικά για τις λειτουργίες της που σχετίζονται με την επικοινωνία και την προστασία από την επικίνδυνη ακτινοβολία από το διάστημα, και γι' αυτό το λόγο, θα της αφιερώσουμε ολόκληρη αυτή την ανάρτηση.
Θα εξηγήσουμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τα χαρακτηριστικά, τη λειτουργία και τη σημασία της ιονόσφαιρας.
Κύρια χαρακτηριστικά
Ενώ ο Ήλιος λάμπει συνεχώς, κατά τη διάρκεια της δραστηριότητάς του παράγει μεγάλη ποσότητα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Αυτή η ακτινοβολία πέφτει στα στρώματα του πλανήτη μας, φορτίζοντας τα άτομα και τα μόρια με ηλεκτρική ενέργεια. Μόλις φορτωθούν όλα τα σωματίδια, σχηματίζεται ένα στρώμα που ονομάζουμε ιονόσφαιρα. Αυτό το στρώμα βρίσκεται μεταξύ της μεσόσφαιρας, της θερμόσφαιρας και της εξώσφαιρας. Αυτή η διαμόρφωση είναι απαραίτητη για την κατανόηση της σημασίας της ιονόσφαιρας για τον άνθρωπο.
Λίγο πολύ μπορείτε να δείτε ότι ξεκινά σε ύψος περίπου 50 km πάνω από την επιφάνεια της γης. Αν και ξεκινά από αυτό το υψόμετρο, όπου γίνεται πιο ολοκληρωμένο και σημαντικό είναι πάνω από τα 80 χλμ. Στις περιοχές που βρίσκουμε στα ανώτερα μέρη της ιονόσφαιρας μπορούμε να δούμε εκατοντάδες χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια που εκτείνονται δεκάδες χιλιάδες χιλιόμετρα στο διάστημα είναι αυτό που ονομάζουμε μαγνητόσφαιρα. Η μαγνητόσφαιρα είναι το στρώμα της ατμόσφαιρας που ονομάζουμε έτσι λόγω της συμπεριφοράς του λόγω του Το μαγνητικό πεδίο της Γης και η δράση του Ήλιου πάνω του. Η σχέση μεταξύ της ιονόσφαιρας και της μαγνητόσφαιρας ενισχύει τη σημασία αυτού του στρώματος για τη ζωή στον πλανήτη μας.
Η ιονόσφαιρα και η μαγνητόσφαιρα σχετίζονται με τα φορτία των σωματιδίων. Το ένα έχει ηλεκτρικά φορτία και το άλλο έχει μαγνητικά φορτία.
Στρώματα της ιονόσφαιρας
Όπως έχουμε αναφέρει προηγουμένως, αν και η ιονόσφαιρα ξεκινά στα 50 km, έχει διαφορετικά στρώματα ανάλογα με τη συγκέντρωση και τη σύνθεση των ιόντων που το σχηματίζουν. Προηγουμένως, η ιονόσφαιρα θεωρήθηκε ότι αποτελείται από πολλά διαφορετικά στρώματα που ταυτοποιήθηκαν με τα γράμματα D, E και F. Το F στρώμα χωρίστηκε σε δύο πιο λεπτομερείς περιοχές που ήταν F1 και F2. Σήμερα, περισσότερες γνώσεις είναι διαθέσιμες για την ιονόσφαιρα χάρη στην ανάπτυξη της τεχνολογίας και είναι γνωστό ότι αυτά τα στρώματα δεν είναι πολύ διαφορετικά. Ωστόσο, για να μην προκαλέσουμε ζάλη στους ανθρώπους, διατηρείται το αρχικό σχέδιο που είχε στην αρχή.
Θα αναλύσουμε μέρος προς μέρος τα διαφορετικά στρώματα της ιονόσφαιρας για να δούμε αναλυτικά τη σύνθεση και τη σημασία της, όπως τη λειτουργία που έχει στη διάδοση των ραδιοκυμάτων.
Περιοχή Δ
Είναι το χαμηλότερο μέρος ολόκληρης της ιονόσφαιρας. Φτάνει σε υψόμετρα μεταξύ 70 και 90 km. Η περιοχή D έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά από τις περιοχές E και F. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ελεύθερα ηλεκτρόνια της εξαφανίζονται σχεδόν εντελώς κατά τη διάρκεια της νύχτας. Συνήθως εξαφανίζονται καθώς συνδυάζονται με ιόντα οξυγόνου για να σχηματίσουν μόρια οξυγόνου που είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Η δυναμική αυτής της διαδικασίας υπογραμμίζει τη σημασία κάθε στρώματος για την προστασία του πλανήτη μας.
Περιοχή Ε
Αυτό είναι το στρώμα επίσης γνωστό ως Kennekky-Heaviside. Αυτό το όνομα δόθηκε προς τιμήν του Αμερικανού μηχανικού Arthur E. Kennelly και του Άγγλου φυσικού Oliver Heaviside. Αυτό το στρώμα εκτείνεται περισσότερο ή λιγότερο από 90 km, όπου το στρώμα D καταλήγει σε 160 km. Έχει μια σαφή διαφορά με την περιοχή Δ και αυτή είναι ότι ο ιονισμός παραμένει όλη τη νύχτα. Θα πρέπει να αναφέρουμε ότι είναι επίσης μειωμένο αρκετά, γεγονός που καθιστά τη μελέτη του απαραίτητη για την κατανόηση της ιονόσφαιρας.
Περιοχή ΣΤ
Έχει κατά προσέγγιση υψόμετρο από 160 χλμ έως το τέλος. Είναι το μέρος που έχει την υψηλότερη συγκέντρωση ελεύθερων ηλεκτρονίων, καθώς είναι το πλησιέστερο στον ήλιο. Επομένως, αντιλαμβάνεται περισσότερη ακτινοβολία. Ο βαθμός ιονισμού του δεν έχει μεγάλη αλλαγή κατά τη διάρκεια της νύχτας, καθώς υπάρχει αλλαγή στην κατανομή των ιόντων. Κατά τη διάρκεια της ημέρας μπορούμε να δούμε δύο στρώματα: ένα μικρότερο στρώμα που είναι γνωστό ως F1 που είναι ψηλότερα και ένα άλλο πολύ ιονισμένο κυρίαρχο στρώμα που είναι γνωστό ως F2. Κατά τη διάρκεια της νύχτας και οι δύο συντήκονται στο επίπεδο του στρώματος F2, το οποίο είναι γνωστό ως Appleton.
Ο ρόλος και η σημασία της ιονόσφαιρας
Για πολλούς, το να έχεις ένα στρώμα ατμόσφαιρας που είναι ηλεκτρικά φορτισμένο μπορεί να μην σημαίνει τίποτα. Ωστόσο, η ιονόσφαιρα έχει μεγάλη σημασία για την ανάπτυξη της ανθρωπότητας. Για παράδειγμα, χάρη σε αυτό το επίπεδο μπορούμε να διαδώσουμε ραδιοκύματα σε διαφορετικά μέρη του πλανήτη. Μπορούμε επίσης να στείλουμε τα σήματα μεταξύ των δορυφόρων και της Γης. Αυτό ενισχύει περαιτέρω τη συνάφεια της ιονόσφαιρας στις σύγχρονες επικοινωνίες, καθώς χωρίς αυτήν θα ήταν δύσκολο να διατηρηθεί η παγκόσμια συνδεσιμότητα.
Ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες για τους οποίους η ιονόσφαιρα είναι απαραίτητη για τον άνθρωπο είναι επειδή μας προστατεύει από την επικίνδυνη ακτινοβολία από το διάστημα. Χάρη στην ιονόσφαιρα, μπορούμε να παρατηρήσουμε μοναδικά φυσικά φαινόμενα όπως π.χ Northern Lights, ένα οπτικό θέαμα που δεν είναι μόνο όμορφο, αλλά υποδηλώνει και ηλιακή δραστηριότητα. Ομοίως, η ιονόσφαιρα προστατεύει τον πλανήτη μας από ουράνιες πετρώδεις μάζες που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα. Η θερμόσφαιρα μας βοηθά να προστατευθούμε και να ρυθμίσουμε τη θερμοκρασία της Γης απορροφώντας μέρος της υπεριώδους ακτινοβολίας και των ακτίνων Χ που εκπέμπονται από τον Ήλιο. Από την άλλη πλευρά, η εξώσφαιρα είναι η πρώτη γραμμή άμυνας μεταξύ του πλανήτη και των ακτίνων του ήλιου.
Οι θερμοκρασίες σε αυτό το πολύ απαραίτητο στρώμα είναι εξαιρετικά υψηλές. Σε κάποια σημεία μπορούμε να βρούμε 1.500 βαθμούς Κελσίου. Σε αυτή τη θερμοκρασία, εκτός του ότι είναι αδύνατο να ζήσει, θα έκαιγε όποιο ανθρώπινο στοιχείο περνούσε. Αυτό είναι που προκαλεί ένα μεγάλο μέρος των μετεωριτών που χτύπησαν τον πλανήτη μας να αποσυντεθεί και να σχηματίσουν πεφταστέρια. Και όταν αυτά τα πετρώματα έρχονται σε επαφή με την ιονόσφαιρα και την υψηλή θερμοκρασία στην οποία βρίσκεται σε ορισμένα σημεία, βρίσκουμε το αντικείμενο που γίνεται κάπως πυρακτωμένο και περιβάλλεται από φωτιά μέχρι να καταλήξει να διαλυθεί.
Είναι πραγματικά ένα πολύ απαραίτητο στρώμα για να αναπτυχθεί η ανθρώπινη ζωή όπως το γνωρίζουμε σήμερα. Για αυτόν τον λόγο, είναι σημαντικό να την γνωρίζουμε πιο διεξοδικά και να μελετήσουμε τη συμπεριφορά της, καθώς δεν θα μπορούσαμε να ζήσουμε χωρίς αυτήν.
