Exosphère

Définition

L'exosphère est une atmosphère si peu dense que ses quelques molécules gazeuses ont peu de chances d'entrer en collision les unes avec les autres. Dans l'atmosphère terrestre, l'exosphère est la partie la plus élevée, à 600 km d'altitude et au delà. À la fin, elle interagit avec la magnétosphère jusqu'à l'espace extra-atmosphérique.

L'exosphère :

L'exosphère est la couche la plus externe de l'atmosphère (la limite supérieure de l'atmosphère) et la couche située au-dessus de la thermosphère. La turbopause est la région fluctuante entre la thermosphère et l'exosphère. L'exosphère est considérée comme la meilleure région pour placer les satellites.

Explications

L'exosphère est la dernière frontière de l'enveloppe gazeuse terrestre (atmosphère). Il n'existe pas de distinction nette entre les couches de l'atmosphère terrestre et l'espace extra-atmosphérique. L'air de l'exosphère s'échappe constamment mais progressivement de l'atmosphère terrestre vers l'espace.

L'exosphère comprend la région la plus élevée de l'atmosphère terrestre qui s'efface progressivement dans le vide de l'espace. L'air y est extrêmement peu dense, et, à bien des égards, il est presque identique au vide sans air de l'espace extra-atmosphérique.

✅ L'exosphère est définie comme la couche la plus externe de l'atmosphère terrestre, qui part de l'exobase de la thermosphère et s'étend jusqu'à l'espace. Elle est composée de gaz de très faible densité, comme l'hydrogène, l'hélium, l'azote, l'oxygène et le dioxyde de carbone, où les particules sont si éloignées les unes des autres qu'elles se comportent davantage comme des atomes et des molécules individuels s'échappant dans l'espace. La composition atmosphérique initiale est généralement liée à la chimie et à la température de la nébuleuse solaire locale pendant la formation planétaire et l'échappement ultérieur des gaz intérieurs.

Le terme "exosphère" est dérivé du grec, où "exo" signifie extérieur ou externe. L'exosphère est la région où se termine l'atmosphère et où commence l'espace, à environ 10 000 km d'altitude. L'exosphère fusionne progressivement et s'efface dans le vide de l'espace. L'exobase est le niveau le plus bas de l'exosphère, à environ 600 km d'altitude.

La limite supérieure de l'exosphère est connue sous le nom de géocouronne. Cette frontière est visible sur les images satellite de la Terre sous la forme d'une lumière bleue qui entoure la Terre.

La densité de l'air dans cette région est extrêmement faible, car l'hydrogène est le gaz le plus répandu dans l'atmosphère. Par nature, l'hydrogène est l'élément le plus léger de la Terre. La couche située sous l'exosphère est témoin de molécules et d'atomes de gaz atmosphériques qui entrent constamment en collision les uns avec les autres. Outre l'hydrogène, divers gaz comme le dioxyde de carbone, l'oxygène et l'hélium sont présents dans l'exosphère.

La plupart des particules de gaz dans l'exosphère se déplacent selon des trajectoires courbes sans entrer en collision avec une autre molécule ou un autre atome, finissant par se retourner dans la basse atmosphère en raison de l'attraction gravitationnelle. La pression dans l'exosphère est créée par les tempêtes de vent solaire qui la compriment.

Détails

L'exosphère est directement au-dessus de la thermosphère; la frontière entre ces deux couches s'appelle la thermopause. Le fond de l'exosphère est parfois également appelé exobase. L'altitude de la limite inférieure de l'exosphère varie d'environ (5-)600 à 1 000 km au-dessus de la surface de la Terre, en fonction de la quantité de rayons X et de rayonnement ultraviolet provenant du Soleil.

Tous les scientifiques ne sont pas d'accord sur le fait que l'exosphère fait réellement partie de l'atmosphère. Certains scientifiques considèrent la thermosphère comme la partie la plus élevée de l'atmosphère terrestre et pensent que l'exosphère n'est en réalité qu'une partie de l'espace. Cependant, d'autres scientifiques considèrent l'exosphère comme une partie de l'atmosphère de notre planète.

Étant donné que l'exosphère disparaît progressivement dans l'espace, il n'y a pas de limite supérieure claire de cette couche. Une définition de la limite la plus externe de l'exosphère situe le bord le plus élevé de l'atmosphère terrestre à environ 190 000 km, soit à mi-chemin de la Lune. À cette distance, la pression du rayonnement solaire exerce plus de force sur les atomes d'hydrogène que l'attraction de la gravité terrestre. Une faible lueur de rayonnement ultraviolet diffusé par les atomes d'hydrogène dans la haute atmosphère a été détectée à des altitudes de 100 000 km par des satellites. Cette région de lueur UV est appelée géocouronne.

L'air dans l'exosphère est si raréfié que les collisions de molécules et d'atomes de gaz atmosphériques sont très rares. Les atomes et les molécules de gaz dans l'exosphère se déplacent le long de "trajectoires balistiques", qui rappellent le vol en arc d'une balle lancée (ou d'un boulet de canon !) alors qu'elle revient progressivement vers la Terre sous l'effet de la gravité.

La plupart des particules de gaz dans l'exosphère zooment le long de trajectoires courbes sans jamais heurter un autre atome ou une autre molécule, pour finalement redescendre dans la basse atmosphère en raison de l'attraction gravitationnelle. Cependant, certaines des particules les plus rapides ne reviennent pas sur Terre : elles s'envolent plutôt dans l'espace ! Une petite partie de notre atmosphère "s'échappe" ainsi chaque année dans l'espace.

Exemple avec l'ISS

Bien que l'exosphère fasse techniquement partie de l'atmosphère terrestre, elle fait à bien des égards partie de l'espace. Considérez que l'altitude moyenne de la Station Spatiale Internationale (ISS) est d'environ 330 km, ce qui la place dans la thermosphère située en dessous de l'exosphère ! Bien que l'atmosphère soit très, très mince dans la thermosphère et l'exosphère, il y a encore suffisamment d'air pour provoquer une légère force de traînée sur les satellites qui gravitent dans ces couches. Cette force de traînée ralentit progressivement les vaisseaux spatiaux sur leurs orbites, de sorte qu'ils finissent par tomber hors de leur orbite et brûlent lorsqu'ils rentrent dans l'atmosphère, à moins que quelque chose ne soit fait pour les propulser vers le haut.

L'ISS perd environ 2 km d'altitude chaque mois à cause d'une telle "décroissance orbitale" et doit périodiquement être stimulée vers le haut par des moteurs-fusées pour la maintenir en orbite.

En rapport avec "exosphère"

• ionosphère

  

  L'ionosphère, formée de 3 couches distinctes, constitue une barrière cruciale entre la basse atmosphère et l'espace extra-atmosphérique.

• thermosphère

  

  La thermosphère est la quatrième couche de l'atmosphère, située entre la mésosphère (en dessous à 85 km d'altitude) et l'exosphère (au-dessus à 600 km).

• troposphère

  

  La troposphère est la zone la plus basse de l'atmosphère, qui s'étend de la surface du globe à la tropopause (stratosphère).

• homosphère

  

  L'homosphère est la partie basse, la plus terrestre, de l'atmosphère. La hauteur de la couche homosphérique est d'environ 80 à 100–120 km.