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A atmosfera é nossa velha conhecida, mas e a termosfera, o que é? Trata-se da maior camada da atmosfera da Terra. Muitos estudiosos e publicações se referem à termosfera também como ionosfera, em decorrência da alta concentração de íons da região. Sua função para os seres vivos é absorver a radiação de alta energia, de comprimento de onda e ainda é a zona que destrói a maioria dos meteoritos que entram na atmosfera terrestre, funcionando como uma barreira de proteção.
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De acordo com a classificação das camadas, a termosfera está localizada logo acima da mesopausa e se estende até 600 quilômetros de altitude acima da superfície da Terra. Representa a camada mais quente da atmosfera, daí o nome: termosfera significa esfera de calor. O radical grego ‘termo’ significa calor e por isso as palavras originadas por esse radical se referem à temperatura.
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Ainda no quesito de classificação, a termosfera inclui a ionosfera e a exosfera. Muitos estudiosos e publicações se referem à termosfera também como ionosfera, em decorrência da alta concentração de íons da região.
Por dentro da atmosfera
A atmosfera é um conjunto de partículas microscópicas em movimento constante. Em sua composição são encontrados gases, vapor d’água e compostos sólidos e desempenha funções importantíssimas para a manutenção e sobrevivência dos seres vivos. Verticalmente, a atmosfera é dividida em quatro camadas distintas, que variam de acordo com a sua composição e temperatura.
Antes de entrarmos na termosfera, é interessante saber que a atmosfera possui 480 quilômetros de espessura, com cerca de 90% de sua massa total confinados nos primeiros 20 quilômetros e 99,9% nos primeiros 50 quilômetros. Acima de 100 quilômetros de altitude, existe apenas um milionésimo da massa total da atmosfera. Os cientistas estimam que 99,9% da atmosfera terrestre esteja abaixo da termosfera.
Termosfera: características
Além de ser a camada atmosférica mais extensa, na termosfera o ar é escasso e por isso absorve facilmente a radiação solar, chamado de oxigênio atômico, um tipo de gás que absorve a energia solar em grande quantidade. Sua temperatura pode atingir até 1.000°C.
A temperatura da termosfera aumenta conforme a elevação da altitude, devido à radiação solar. A quantidade de energia que incide do Sol pode elevar a temperatura a 2.500º C. Só que esse calor não é transmitido porque o ar é muito rarefeito nessa região e não há contato suficiente entre as partículas.
A incidência da radiação solar faz com que os átomos existentes na termosfera superior sejam ionizados. A camada inferior apresenta uma espessura de cerca de 400-500 km e é chamada ionosfera, porque nela ocorrem processos de ionização. Essa camada reflete as ondas de rádio e filtra a radiação solar de forma diversa conforme os comprimentos de onda, o que causa fenômenos como a deslumbrante aurora boreal.
A ionização é provocada pelos raios X e gama da radiação solar. Esses raios são absorvidos por moléculas de nitrogênio e hidrogênio. Essas moléculas perdem um elétron e se tornam íons positivos, criando uma corrente elétrica na ionosfera. Como a ionização depende da irradiação solar, a sua extensão é muito maior no lado exposto do planeta.
A camada externa da ionosfera é chamada de exosfera. É a menos conhecida, e nela a densidade dos gases atmosféricos diminui drasticamente e se dispersam em todo o espaço sideral, na medida que a temperatura cai até um valor próximo a –270°C. Do mesmo modo que a temperatura e a densidade dos gases, também a pressão atmosférica diminui gradualmente com a altitude.
A circulação de ar que ocorre na termosfera é influenciada pelas marés na Terra e pelas ondas da atmosfera.
Ionosfera e o rádio
A ionosfera influencia a propagação das ondas de rádio para locais distantes da Terra. Pelo fato de conter íons e elétrons, as ondas de rádio são refletidas a partir da ionosfera. Para entendermos melhor, é importante explicar que a ionosfera é dividida em três camadas: D, E e F.
- Camada D: Camada mais interna, com cerca de 50 a 95 km de altitude. Ela absorve a maior parte da radiação energética.
- Camada E: Apresenta 95 a 160 km de altitude, absorve os raios-x.
- Camada F: Apresenta entre 160 a 1.000 km de altitude. É subdividida em F1, F2 e F3. É a camada que absorve os raios ultravioletas e com a maior densidade de elétrons.
O comportamento de cada região da ionosfera é baseado na altura e no comprimento de onda resultante da emissão de radiação do Sol. Como as camadas são influenciadas pela radiação solar, durante a noite existem apenas as camadas F e E. Nas regiões D e E, são refletidas as ondas de rádio AM. As ondas de rádio de comprimentos curtos são refletidas na região F.
O fenômeno da reflexão intencional das ondas de rádio em algumas das camadas superiores da atmosfera amplia a distância em que os operadores de rádio podem se comunicar. Esse efeito é conhecido como efeito das ‘ondas ionosféricas’ e foi responsável pela primeira transmissão de rádio através do Oceano Atlântico, em 1901.
Este efeito faz com que as ondas ionosféricas superem as dificuldades impostas pela curvatura da Terra. As transmissões de rádio podem viajar em ziguezague, para cima e para baixo, refletidas entre a superfície do planeta e a ionosfera, a uma altitude de cerca de 80 a 650 km.
Podemos dizer que a voz de uma pessoa (emitida por ondas eletromagnéticas) toca literalmente o céu durante as transmissões de longa distância que fazem uso deste tipo de propagação.
É fantástico esse efeito em que se pode captar sinais de rádio do outro lado da Terra e até hoje surpreende os cientistas. Isso também porque o efeito das ondas ionosféricas não é estável e os estudiosos não conseguiram entender o porquê até hoje em dia.
Ionosfera e o eclipse
A ionosfera ainda é mistério que fascina, tanto quanto a aurora boreal ou a aurora austral. Ela se move, flutua, expande e se contrai, está longe de ser uniforme. Nela as ondas se rompem durante o nascer e o pôr do sol. A presença ou ausência da luz solar é um dos motivos dessas variações.
Durante o dia, a ionosfera fica mais espessa porque a luz do Sol atinge os gases atmosféricos e os ioniza, produzindo elétrons. À noite, as colisões diminuem e a camada inferior da ionosfera desaparece.
Essa característica durante a noite é que permite que as ondas de rádio percorram distâncias muito maiores. Elas conseguem atingir altitudes maiores antes que os elétrons as direcionem de volta para a Terra. É por isso que, há muito tempo, as pessoas conseguem sintonizar emissoras de rádio distantes no durante a noite.
Inclusive a oportunidade de observar os eclipses é excelente para que os cientistas continuem pesquisando sobre a ionosfera. Durante um eclipse anular os cientistas podem testar o que ocorre com a ionosfera durante suas flutuações durante o período diurno.
Os eclipses não afetam a ionização da mesma forma que a noite terrestre. A sombra lançada pela Lua é específica, um ponto que viaja rapidamente por toda a superfície da Terra. Por isso, um eclipse pode ter efeitos inesperados na ionosfera, que os cientistas estão ansiosos para observar e nos contar.
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