الغلاف الخارجي

يُطلق على الحد السفلي للغلاف الخارجي اسم الحد الحراري أو قاعدة الغلاف الخارجي . ويُسمى أيضًا بالارتفاع الحرج ، لأنه الارتفاع الذي تتوقف عنده الظروف البارومترية عن التأثير. وتصبح درجة حرارة الغلاف الجوي ثابتة تقريبًا فوق هذا الارتفاع. ^{[ 6 ]} على الأرض، يتراوح ارتفاع قاعدة الغلاف الخارجي بين 500 و1000 كيلومتر (310 إلى 620 ميلًا ) تقريبًا ، وذلك تبعًا للنشاط الشمسي. ^{[ 7 ]} 

يمكن تعريف قاعدة الغلاف الخارجي بإحدى طريقتين:

إذا عرّفنا قاعدة الغلاف الخارجي بأنها الارتفاع الذي تتعرض عنده الجزيئات الصاعدة لتصادم واحد في المتوسط، فإن متوسط ​​المسار الحر للجزيء عند هذا الموضع يساوي ارتفاع مقياس الضغط . ويتضح ذلك فيما يلي. لنفترض حجمًا من الهواء، مساحته أفقية.${\displaystyle A}$وارتفاع يساوي متوسط ​​المسار الحر${\displaystyle l}$تحت الضغط${\displaystyle p}$ودرجة الحرارة${\displaystyle T}$بالنسبة للغاز المثالي ، يكون عدد الجزيئات الموجودة فيه كالتالي:

${\displaystyle N={\frac {pAl}{k_{B}T}}}$

أين${\displaystyle k_{B}}$هو ثابت بولتزمان . وبناءً على الشرط القائل بأن كل جزيء يتحرك لأعلى يخضع في المتوسط ​​لتصادم واحد، فإن الضغط هو:

${\displaystyle p={\frac {m_{A}Ng}{A}}}$

أين${\displaystyle m_{A}}$يمثل متوسط ​​الكتلة الجزيئية للغاز. حل هاتين المعادلتين يعطي:

${\displaystyle l={\frac {k_{B}T}{m_{A}g}}}$

وهي معادلة ارتفاع مقياس الضغط. وبما أن ارتفاع مقياس الضغط يكاد يساوي ارتفاع مقياس الكثافة للمكون الأساسي، ولأن عدد كنودسن هو نسبة متوسط ​​المسار الحر إلى مقياس تذبذب الكثافة النموذجي، فهذا يعني أن قاعدة الغلاف الخارجي تقع في المنطقة حيث${\displaystyle \mathrm {Kn} (h_{EB})\simeq 1}$.

يُعد التذبذب في ارتفاع قاعدة الغلاف الخارجي أمراً مهماً لأنه يوفر مقاومة جوية على الأقمار الصناعية، مما يؤدي في النهاية إلى سقوطها من مدارها إذا لم يتم اتخاذ أي إجراء للحفاظ على المدار.

من حيث المبدأ، تغطي الغلاف الخارجي مسافاتٍ لا تزال فيها الجسيمات مرتبطةً بالأرض بفعل جاذبيتها ، أي أن الجسيمات لا تزال تدور في مداراتٍ باليستية تعيدها نحو الأرض. ويمكن تعريف الحد العلوي للغلاف الخارجي بأنه المسافة التي يتجاوز عندها تأثير ضغط الإشعاع الشمسي على الهيدروجين الذري تأثير جاذبية الأرض. ويحدث هذا عند منتصف المسافة إلى القمر، أو في حدود 200,000 كيلومتر (120,000 ميل) . ويُلاحظ أن الغلاف الخارجي، الذي يُمكن رصده من الفضاء على شكل هالة أرضية ، يمتد إلى 100,000 كيلومتر (62,000 ميل) على الأقل من سطح الأرض. ^{[ 8 ]}  

توجد العديد من الفرضيات حول تكوين الغلاف الخارجي السطحي لعطارد ، والذي لوحظ أنه يحتوي على عناصر مثل الصوديوم (Na) والبوتاسيوم (K) والكالسيوم (Ca). ^{[ 10 ]} وقد اقتُرح أن كل مادة من هذه المواد ناتجة عن عمليات مثل الاصطدامات والرياح الشمسية وانبعاث الغازات من الجرم السماوي، مما يؤدي إلى تكوين الذرات أو الجزيئات التي تشكل الغلاف الخارجي للكوكب. ^{[ 10 ]}

أُفيد بأن النيازك تصطدم بسطح عطارد بسرعات تصل إلى 80  كم/ث، ما يُؤدي إلى تبخير كلٍّ من النيزك والتربة السطحية عند الاصطدام. ^{[ 11 ]} قد تُؤدي هذه الانبعاثات إلى تكوين سحب من مواد مختلطة نتيجةً لقوة الاصطدام، والتي بدورها تنقل مواد غازية ومركبات إلى الغلاف الجوي الخارجي لعطارد. أثناء الاصطدام، تتحلل العناصر المكونة للأجسام المتصادمة في الغالب إلى ذرات بدلًا من جزيئات يُمكن إعادة تكوينها خلال عملية التبريد السريع. وقد لوحظ وجود هذه المواد على شكل صوديوم (Na) وهيدروكسيد الصوديوم (NaOH) وأكسجين (O₂) _. [ ^{11 ] ومع} ذلك، يُفترض أنه على الرغم من إطلاق أشكال مختلفة من الصوديوم في الغلاف الجوي الخارجي لعطارد عبر اصطدام النيازك، إلا أن ذلك لا يُؤثر بشكل كبير على تركيز ذرات الصوديوم والبوتاسيوم بشكل عام. ^{[ 11 ]} من المرجح أن يكون الكالسيوم ناتجًا عن الاصطدامات، على الرغم من أنه يُعتقد أن انتقاله يتم من خلال التحلل الضوئي لأكاسيده أو هيدروكسيداته السابقة بدلاً من الذرات المنطلقة أثناء لحظة الاصطدام مثل الصوديوم والبوتاسيوم والحديد ( Fe). ^{[ 11 ]} 

تُعزى إحدى الطرق المحتملة الأخرى لتكوّن الغلاف الخارجي لعطارد إلى علاقته الفريدة بغلافه المغناطيسي والرياح الشمسية . يُفترض أن الغلاف المغناطيسي لهذا الجرم السماوي ليس درعًا كاملًا يحميه من تأثيرات الرياح الشمسية. إذا صحّ هذا الافتراض، فستكون هناك فتحات في الغلاف المغناطيسي تسمح للرياح الشمسية باختراقه والوصول إلى عطارد، وقذف مكونات سطحه التي تُصبح مصادر محتملة للمواد في الغلاف الخارجي. ^{[ 12 ] [ 13 ]} يُمكن لهذه التأثيرات أن تُؤدي إلى تآكل عناصر مثل الصوديوم ونقلها إلى الغلاف الجوي. مع ذلك، فإن هذه الظاهرة ليست ثابتة، ولا يُمكنها تفسير جميع ذرات أو جزيئات الغلاف الخارجي. ^{[ 13 ]}