تعد طبقة الثرموسفير إحدى طبقات الغلاف الجوي الأرضي. تقع طبقة الثرموسفير فوق طبقة الميزوسفير مباشرةً وتحت طبقة الإكسوسفير. تمتد من ارتفاع 90 كيلومترًا إلى حوالي 500 إلى 1000 كيلومتر فوق كوكب الأرض. ترتفع درجة الحرارة في الطبقة السفلية من الثرموسفير بشكل حاد (تحت ارتفاع 200 إلى 300 كيلومتر) ثم تنخفض لتستقر عند تجاوز هذا الارتفاع، ويؤثر النشاط الشمسي على درجات الحرارة بشكل قوي في طبقة الثرموسفير.
تُقدر درجة حرارة الثرموسفير بـ 200 درجة مئوية، إذ تكون درجة الحرارة في النهار أعلى منها في الليل، وترتفع درجة حرارة الثرموسفير لتصل 500 درجة مئوية عندما يكون نشاط الشمس قويًا. تتراوح درجات الحرارة في الطبقة العليا من الثرموسفير بين 500 و 2000 درجة مئوية أو أكثر من ذلك.
يُطلق على الحد الفاصل بين الثرموسفير والإكسوسفير اسم الثيرموبوز، ويُطلق على الطبقة الدنيا من الثيرموسفير اسم الميزوبوز وهي الطبقة الفاصلة بين الثيرموسفير والميزوسفير.
رغم أن الثرموسفير يعد أحد طبقات الغلاف الجوي الأرضي، تكون كثافة الهواء فيه منخفضة جدًا، إذ يعتقد معظمنا أن الثرموسفير ينتمي للفضاء خارج الأرض، ولكن يقول التعريف الشائع أن الفضاء الخارجي يبدأ فوق ارتفاع 100 كيلومتر، أي فوق طبقة الميزوسفير بقليل، بمعنى آخر عند بداية الطبقة الدنيا للثرموسفير. وتدور محطة الفضاء الدولية والمكوكات الفضائية حول الأرض ضمن طبقة الثرموسفير.
تختلط الغازات -تحت الثيروموسفير- المُكونة من نماذج مختلفة من الذرات والجزيئات مع بعضها من خلال الاضطراب في الغلاف الجوي، ويتألف الهواء الموجود في الطبقة الدنيا من الغلاف الجوي من الخليط المعروف والذي يقُدر بـ 80% من النيتروجين و 20% من جزيئات الأكسجين. نادرًا ما تندمج جسيمات الغاز -في الثيرموسفير والطبقات التي تليه- إذ تصبح منفصلةً نوعًا ما بناءً على العناصر الكيميائية التي تحتويها.
تُفكك فوتونات الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية المشحونة والآتية من الشمس الجزيئات في الثرموسفير، ويتألف الهواء الموجود في الثرموسفير العلوي بشكل أساسي من الأكسجين الذري والنيتروجين الذري والهليوم.
يمتص الثرموسفير أغلب الأشعة فوق البنفسجية و الأشعة السينية القادمة من الشمس، عندها ترتفع درجة حرارة الثرموسفير ويتمدد، وعندما تكون الشمس نشطةً جدًا تُرسل الإشعاعات ذات الطاقة المرتفعة ويتغير ارتفاع الطبقة العليا من الثرموسفير (الثيرموبوز) بسبب هذا التمدد.
يتراوح ارتفاع طبقة الثيرموبوز بين 500 إلى 1000 كيلومتر أو أعلى من ذلك، وتدور معظم الأقمار الصناعية حول الأرض ضمن طبقة الثرموسفير، وتولد التغيرات في كثافة الهواء الرقيق جدًا جدًا -الناتجة عن ارتفاع درجة الحرارة وتمدد الثرموسفير على ارتفاعات مدارية- قوة سحب تؤثر على الأقمار الصناعية.
تفرق الفوتونات الشمسية ذات الطاقة العالية الإلكترونات عن جسيمات الغاز في الثرموسفير، منتجةً ذرات وجزيئات أيونية مشحونة كهربائيًا، وتغطي طبقة الأيونوسفير الأرضية -المكونة من مناطق من الجسيمات الأيونية- وتتشارك مع الثيرموسفير ذي الشحنة الحيادية بالمساحة نفسها.
يمتلك الغلاف الجوي الأرضي مثل المحيطات حركات مد وجزر، وتساعد حركات المد والجزر في نقل الطاقة ضمن الغلاف الجوي بما في ذلك الثرموسفير. وتقود حركات المد والجزر الرياح والدوران الكلي ضمن تلك الطبقة، و تولد الأيونات المتحركة المتصادمة مع الغازات ذات الشحنة المحايدة كهربائيًا تيارات كهربائية قويةً في بعض مناطق الثرموسفير.
يحدث الشفق القطبي (الأضواء الشمالية والجنوبية) داخل الثيرموسفير، عندما تندمج الجسيمات المشحونة (الإلكترونات، والبروتونات والأيونات الأخرى) في الفضاء مع الذرات والجزيئات في الثرموسفير على ارتفاعات عالية، ما ينقل هذه الذرات والجزيئات إلى حالة عالية من الطاقة، وتتخلى الذرات والجزيئات عن زيادة الطاقة بإطلاق فوتونات ضوئية نراها على شكل شفق قطبي.
اقرأ أيضًا:
الغلاف الجوي للأرض : المكونات والمناخ والطقس
التغير المناخي سيغيّر قريبًا لون محيطاتنا، والجواب لدى الفيتوبلانكتون
ترجمة: مازن سفّان
تدقيق: رند عصام
