 thermosphère |
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L'
atmosphère
s'organise en hauteur suivant des enveloppes superposées autour de la surface terrestre, le passage d'une enveloppe à la suivante trouvant ses causes dans l'évolution de certaines conjonctions de facteurs physiques et chimiques. Ainsi, au-dessus de la
mésopause
, l'influence grandissante de composantes très énergétiques du
rayonnement solaire
se couple à l'affaiblissement du mélange de l'
air
par
diffusion
pour imprimer à l'atmosphère, suivant la
verticale
, des caractéristiques radicalement différentes de celles que l'on rencontre dans la
mésosphère
:
profil vertical de température
de nouveau croissant,
ionisation
de régions entières (déjà sensible, à vrai dire, dans la haute mésosphère), répartition différentielle des composants de l'air avec prédominance d'éléments de plus en plus légers ; en même temps, la
masse volumique
de l'air continue à diminuer verticalement, moins rapidement toutefois que dans la
moyenne atmosphère
et la
troposphère
. Toutes ces caractéristiques marquent l'entrée dans la couche inférieure de la
haute atmosphère
, qui s'appelle la thermosphère et appartient déjà à l'
hétérosphère
. (À noter que l'on considère parfois l'
exosphère
comme incluse dans la thermosphère, qui dans cette définition élargie devient alors synonyme de haute atmosphère.) |
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La thermosphère s'étend en altitude de la limite supérieure de la mésosphère ou mésopause, vers 100 km d'altitude, jusqu'à l'
exobase
, laquelle, située à une moyenne de 500 km d'altitude, marque l'entrée dans l'exosphère. Une partie des molécules d'oxygène diatomique O
2
y sont scindées en molécules monoatomiques O, entre 100 et 150 km d'altitude, sous l'action de
rayonnements
UV-C
particulièrement énergétiques : ces dissociations agrandissent la
proportion volumique
d'oxygène monoatomique et introduisent dans l'atmosphère des quantités de
chaleur
qui se propagent verticalement par
conduction
, provoquant la croissance verticale de la
température
. D'autre part, le mélange
turbulent
devient insuffisant pour s'opposer à ce que la répartition verticale des composants de l'air soit désormais gouvernée par leurs
poids
respectifs : ainsi, la proportion volumique de l'azote diatomique N
2
, d'abord majoritaire, diminue de même que celle de O
2
à mesure que l'on s'élève, jusqu'à ce que l'oxygène monoatomique devienne le composant majoritaire. La température maximale atteinte au sein de la thermosphère, en fait, est plus élevée le jour que la nuit et est d'autant plus forte que l'activité solaire est plus intense : elle peut s'arrêter ainsi à 500
°C
environ vers 250 km d'altitude, ou dépasser 1 600 °C au contraire après une montée jusque vers 500 km d'altitude. L'altitude limite de croissance est celle de la
thermopause
, qui marque l'entrée dans une région grossièrement
isotherme
s'étendant en hauteur jusqu'à l'exobase. Soulignons toutefois que cette forte valeur des
températures
dans la thermosphère n'a pas la signification que nous lui attribuons habituellement : elle traduit le niveau très élevé de l'énergie d'agitation des particules composant l'air de cette région atmosphérique, mais ne doit pas être interprétée comme induisant une puissante capacité d'échange thermique de cet air, comme ce serait le cas dans la
basse atmosphère
; à de telles altitudes, en effet, l'air ne peut aucunement "brûler" les objets spatiaux, par exemple, car sa
densité
est devenue trop faible, et les chocs des particules, s'ils sont alors très forts, sont aussi et surtout beaucoup plus rares qu'au sol. |
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Enfin, la photo-ionisation des molécules d'oxygène et d'azote par les rayons X et
ultraviolets
est la principale cause de génération des régions de l'
ionosphère
situées dans la thermosphère, entre 100 et 300 km d'altitude environ : ce sont la région E d'abord, où se forment la
couche E
ainsi que d'autres couches
—
celles-ci sporadiquement, et sur des étendues horizontales limitées
—
, puis plus haut la région F, où apparaissent les
couches F
(d'abord F
1
, puis F
2
). |
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