Ionosphere શું છે? આયોનોસ્ફેરિક સ્તરો

પૃથ્વીના વાતાવરણમાં વિવિધ ભાગો આવેલા છે, દરેકમાં અલગ રચના છે. ઊર્ધ્વમંડળ, એક્સોસ્ફિયર, ટ્રોપોસ્ફેર, આયોનોસ્ફિઅર અને અન્ય સ્તરો પૃથ્વીના તમામ કોશિકાઓ હાર્ડ કોસ્મિક વિકિરણમાંથી રક્ષણ આપે છે. શ્વાસ લેવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં તેમની તમામ રચના ઓક્સિજનમાં નથી. પરંતુ દરેક તેના કાર્યો કરે છે ઉદાહરણ તરીકે, ionosphere એ 50 કિલોમીટરથી ઉપર સ્થિત વાતાવરણનો સૌથી ઉપરનો સ્તર છે. સૌર કિરણોત્સર્ગની ક્રિયાને કારણે આયોંતી મોટી સંખ્યામાં આયનોનું નામ છે . તેઓ એ છે કે જે મોટા ભાગના કોસ્મિક વિકિરણને અટકાવે છે

આયોનોસ્ફીયર: રચના

વાતાવરણની આ સ્તરમાં ગેસનું મિશ્રણ હોય છે. ત્યાં તેમનામાં બહુ ઓછા છે, તેથી તેઓ આ ઉંચાઈ પર ખૂબ જ વિસર્જિત હવા વિશે કહે છે. એટલા માટે આ સ્થાન પરની ફ્લાઇટ્સ અશક્ય છે મોટાભાગના પૃથ્વીના ionosphere માં નાઇટ્રોજન અને ઓક્સિજનના તટસ્થ અણુઓ છે. પરંતુ તેનું મુખ્ય રચના એ ક્ઝીસિન્ર્લૅલ પ્લાઝ્મા છે જેમાં હકારાત્મક કર્જની સંખ્યા લગભગ નકારાત્મક ચાર્જ કણોની સંખ્યા જેટલી છે. આવા આયનો પૃથ્વીથી અંતર સાથે વધુ અને વધુ બને છે. તેથી, ionosphere ને ક્યારેક પૃથ્વીના પ્લાઝ્મા શેલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે .

Ionosphere ની મૂળભૂત રચના પૃથ્વીની સપાટીથી 50 થી 100 કિલોમીટર ઉપર છે - તે ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન અને સોડિયમ છે. પરંતુ 100 કિ.મી. પછી, હાઇડ્રોજન અને હિલીયમ તેનામાં પ્રબળ થવું શરૂ કરે છે.

નામનું સમજૂતી

આયોનોસ્ફીયર એ વાતાવરણનો એક સ્તર છે, જેનું નામ ઉચ્ચ સ્તરની ionization છે. તેનો સ્રોત સૂર્યના એક્સ-રે અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો છે. આયનો નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોન્સ ચાર્જ છે. Ionosphere માં, તેમની એકાગ્રતા ખૂબ ઊંચી હોય છે. આયનનું સ્તર પૃથ્વીના મેગ્નેટ્રોસ્ફીયરથી થોડું પ્રભાવિત થાય છે. પરંતુ ionized ઇલેક્ટ્રોન જથ્થો ઘણીવાર સૂર્ય પર જ્વાળાઓ દરમિયાન વધે છે, અને કારણ કે વિવિધ કોસ્મિક સંસ્થાઓ, જેમ કે ઉલ્કાના કણો પસાર, પૃથ્વી પસાર ભૂતકાળમાં. રાત્રે, જ્યારે કોઈ સૂર્ય કિરણોત્સર્ગ ન હોય, ત્યારે ionization નું સ્તર આકાશગંગાના કોસ્મિક કિરણોથી પ્રભાવિત થાય છે.

સૂર્ય પર ફાટી પ્રારંભિક કણોના પ્રવાહ તરફ દોરી જાય છે - પૃથ્વી પર પ્રોટોન, ઇલેક્ટ્રોન. તેઓ પૃથ્વીના વાતાવરણના તમામ સ્તરોને અસર કરે છે. પરંતુ મોટા ભાગના મોટા કિરણોત્સર્ગ આયોનોસ્ફીયરમાં વિલંબિત છે. તે જ સમયે, તેના ionization તીવ્ર વધે છે.

આયોનોસ્ફીયરનો અભ્યાસ

વૈજ્ઞાનિકો ઇ. એપલેટન, એમ. બાર્નેટ, જી. બ્રેટ અને એમ. ટ્યૂ દ્વારા 20 મી સદીના પ્રારંભમાં વાતાવરણનો આ સ્તર શોધાયો હતો. તેમને જાણવા મળ્યું છે કે 50 કિલોમીટર પછી ઊંચાઇએ રેડિયો તરંગોનું પ્રતિબિંબ પાડતી ગેસનો સ્તર છે. તેઓ તેને જોવાનું શરૂ કર્યું. એવું જણાયું હતું કે ionosphere સતત અલગ છે. દિવસ દરમિયાન પણ, તેની રચના અને અન્ય લક્ષણો બદલાતા રહે છે. ઊંચાઈને કારણે જુદાં જુદાં ગેસ પણ છે. તેથી, આયોનોસ્ફીયરને ત્રણ સ્તરોમાં વિભાજીત કરવામાં આવી હતી.

પરંતુ વાતાવરણ માનવતાના આ ભાગની વિશિષ્ટતાઓની સંપૂર્ણ સમજણ ફક્ત 20 મી સદીના બીજા ભાગમાં મળી શકે છે. અમે તે પાર્થિવ આયોનોસ્ફીયરિક સ્ટેશનો પાસેથી અભ્યાસ કર્યો. પછી તેઓ તેને અંદરથી શોધવાનું શરૂ કર્યું. પ્રથમ રોકેટ પર, ઉપગ્રહ ઉપગ્રહમાં ઉપગ્રહો ચઢ્યા. અને લોકો આયોનોસ્ફીયર શું છે તે સમજી શકે છે. તેની રચનાનો સમૂહ સમૂહ સ્પેકટ્રોમીટરમાંથી રોકેટ્સના ઉપયોગ દ્વારા અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. આનાથી અન્ય પરિમાણોને માપવાનું શક્ય બન્યું છે:

• તાપમાન;
• આયન સાંદ્રતા;
• વિદ્યુત વાહકતા;
• Ionization ના સ્ત્રોતો;
• સોલર કિરણોત્સર્ગના લક્ષણો.

રેડિયો પદ્ધતિઓની સહાયથી આયોનોસ્ફીયરનું અન્વેષણ કરો - પ્રતિબિંબિત રેડિયો તરંગોનો અભ્યાસ. અને તાજેતરમાં જ ઉપગ્રહોનો ઉપયોગ થવાનું શરૂ થયું, જે ઉપરથી ઉપરથી આયોનોસ્ફીયરનો અભ્યાસ કરતા સ્ટેશન અને ચકાસણીઓ છે. આનાથી પૃથ્વી ઉપર અભ્યાસ કરવા માટે અપ્રાપ્ય તેના ઉપરની સૌથી ઉપરનો સ્તર રચવા શક્ય બન્યું છે.

આયોનોસ્ફેરિક સ્તરો

વાતાવરણનો આ ભાગ પણ વિજાતીય છે. તે ionization અને ગેસની ઘનતાના વિવિધ સ્તરો સાથે ત્રણ સ્તરોને અલગ પાડે છે.

• નીચું સ્તર, 90 કિલોમીટર સુધી ફેલાયેલા, ionization સૌથી નીચો છે. પૃથ્વીની ચુંબકીય વાવાઝોડા અને સૂર્યના એક્સ-રેની મદદથી હવા અહીં ionized છે. તેથી, રાત્રે, ionization અહીં વધુ ઘટાડો થાય છે.
• બીજી સ્તર 90 થી 120 કિલોમીટર સુધી રેન્જ ધરાવે છે. તે સરેરાશ આયન ઘનતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે સૂર્ય કિરણોત્સર્ગના પ્રભાવ હેઠળ દિવસના સમયમાં મોટા પ્રમાણમાં વધે છે. આ સ્તરમાં, મધ્યમ અને ટૂંકા રેડિયો તરંગો પ્રતિબિંબિત થાય છે. આયોનોસ્ફીયરનો આ ભાગ કેનલ-હેવીસાઇડ સ્તર તરીકે પણ ઓળખાય છે, જે સૌ પ્રથમ તે અભ્યાસ કર્યો હતો.
• બાકીનું આયોનોસ્ફીયર ત્રીજા સ્તરથી 130 કિ.મી. ઉપર છે. અહીં ionization ની મહત્તમ સ્તર આશરે 200 કિલોમીટરની ઉંચાઈએ જોવા મળે છે. આ સ્તર લાંબા અંતર પર ટૂંકા વેવ રેડિયો ઉત્સર્જનને પ્રસારિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે. આ સ્તરને અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી એપલેટન દ્વારા ખોલવામાં આવ્યું હતું.

ઓઝોન સ્તર શું છે?

આયોનોસ્ફીયર નીચે ઓઝોન સ્તર છે. તે અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો અને ગરમીના નુકશાનના હાનિકારક અસરોથી પૃથ્વીનું રક્ષણ કરે છે. વૈજ્ઞાનિકોએ સાબિત કર્યું છે કે ઓઝોન તમામ જીવંત વસ્તુઓ માટે ઉપયોગી છે. તેની સંખ્યા અથવા કુલ ગેરહાજરીને ઘટાડીને લોકોના સ્વાસ્થ્યને નકારાત્મક અસર કરે છે. ઓઝોન છિદ્રો, જે 20 મી સદીના અંતમાં શોધાયા હતા, કેન્સરની સંખ્યામાં વધારો કરે છે. કેટલાક વૈજ્ઞાનિકો પૃથ્વીની સપાટીથી વાયુઓના ઉત્સર્જનથી નહીં, પણ વાતાવરણના ઉપલા ionized સ્તરોના વિનાશથી આવી પ્રક્રિયાઓને સાંકળે છે, જે હાનિકારક અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગનું પ્રસારણ કરવાનું શરૂ કર્યું હતું.

રેડિયો સંચાર પર ionosphere પ્રભાવ

વાતાવરણના આ સ્તરમાં હવાની ઊંચી ionization રેડિયો સંચારને અસર કરી શકે છે. નકારાત્મક ચાર્જ કરેલા કણો, મૂંઝવણમાં ખસેડવાની, રેડિયો તરંગો દિશા બદલી શકે છે અને તેમની ઊર્જાને પણ શોષી શકે છે. પરિણામે, મજબૂત દખલગીરી, રેડિયો સંદેશાવ્યવહારની અસ્થાયી અવગણના, અથવા, વિપરીત, દૂરના રેડિયો સ્ટેશનોની વિવિધતામાં વધારો.

વૈજ્ઞાનિકોએ સાબિત કર્યું છે કે તે આયોનોસ્ફીયર છે - આ વાતાવરણનું સ્તર છે જે રેડિયો તરંગોનો પ્રસાર શક્ય બનાવે છે. તે આવું બન્યું છે કે આ મોજાને કારણે, આ સ્તર 1920 ના દાયકામાં મળી આવ્યો.

લાંબા અંતર પર રેડિયો તરંગોનું વધુ સચોટ પ્રસારણ કરવા માટે, અપ્રવાહના ionosphere પોઇન્ટ્સમાં શોધવું જરૂરી છે, જે પ્રતિબિંબિત કરે છે કે જ્યાંથી તે જરૂરી હોય તે સ્થળની બરાબર પડી જશે. સમસ્યા એ છે કે કેટલીક ઊર્જા નકારાત્મક ચાર્જ આયનો દ્વારા શોષાય છે. આ અસાધારણ ઘટના સાથે સંકળાયેલું છે જ્યાં લાંબા મોજાઓ આયોનોસ્ફીયરમાં ઝડપથી ક્ષય થાય છે, અને ટૂંકમાં સારી રીતે પ્રસારિત થાય છે. વધુમાં, રેડિયો સંચાર ચુંબકીય તોફાનો દરમિયાન બગડે છે, જેમાં ionization ઘટાડે છે.

Ionosphere ના વિનાશ

દરેક વ્યક્તિને જાણે છે કે પૃથ્વીને વાતાવરણ કેમ જરૂર છે? આયનોસ્ફીયર એ તેના સ્તર છે, જે બાકી કોષ્ટક કિરણોત્સર્ગના સ્તરો સામે રક્ષણ આપે છે. તેથી, તે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કે તેની રચના સામાન્ય સ્તરે જાળવવામાં આવે છે. પરંતુ તાજેતરનાં વર્ષોમાં માનવ પ્રવૃત્તિઓ એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે વાતાવરણની આ પડતી તૂટી પડી છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે સ્કેલેબ સ્પેસ લેબોરેટરી લોન્ચ કરે છે ત્યારે વિશાળ જથ્થો હાઇડ્રોજનને આયોનોસ્ફીયરમાં હાંકી કાઢવામાં આવે છે.

અન્ય લોન્ચ વાહનો વાતાવરણની રચના પર ઓછો પ્રભાવ ધરાવે છે. સ્પેસ શટલ મોટી માત્રામાં કલોરિન, કાર્બન મોનોક્સાઇડ, એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઈડ, હાઇડ્રોજન પેદા કરે છે જ્યારે ઇંધણ બાળી નાખે છે. આરએન એનર્જીયા એ ઘણું નાઇટ્રોજન ઑક્સાઈડ છે. આ બધા સક્રિય આયોનોસ્ફીયરના સ્તરોને નાશ કરે છે અને ઓઝોનની માત્રામાં ઘટાડા તરફ દોરી જાય છે. વાતાવરણના ઉપલા સ્તરોમાં ઇંધણના અવશેષો લાંબા સમય સુધી સંચિત થયા છે. ખાસ કરીને તેમાંના ઘણામાં ઊર્ધ્વમંડળમાં સમાવેશ થાય છે. Ionosphere તેની રચનામાં પરિવર્તન માટે અત્યંત સંવેદનશીલ છે, તેથી આયનો ઝડપથી નાશ પામે છે.

તે દર્શાવે છે કે જ્યારે તેમની ફ્લાઇટના સમગ્ર માર્ગ સાથે અવકાશયાન લોન્ચ કરે છે, એક કોરિડોર, કહેવાતા ionospheric છિદ્ર, સ્વરૂપો. આ બિંદુએ કોસ્મિક કિરણો વાતાવરણમાં પ્રવેશી શકે છે અને પૃથ્વીની સપાટી પર પહોંચે છે, જે તમામ જીવંત સજીવને પ્રતિકૂળ અસર કરે છે.

ઉત્તરીય લાઈટ્સ

આયોનોસ્ફીયર એવી જગ્યા છે જ્યાં ઉત્કૃષ્ટ પ્રકાશની જેમ, એક અદ્ભૂત ઘટના બને છે. બાહ્ય અવકાશમાંથી તે વિકિરણોના પ્રભાવ હેઠળ ઊભી થાય છે. જ્યારે પૃથ્વી તરફ આગળ વધતા કોસ્મિક કણો આયોનોસ્ફીયરની ઉપલા સ્તરોમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે આયનોની ખલેલ થાય છે, જે નીચેથી એક સુંદર બહુરંગી ગ્લો તરીકે જોવામાં આવે છે. વાસ્તવમાં, આ પ્રક્રિયા સૂર્યમાંથી આવતા ચાર્જ કણોના વાયુમિશ્રણના ionosphere માં તટસ્થતા છે. જો આ સ્તર માટે નહીં, તો "સૌર પવન" પૃથ્વી પરના તમામ જીવનો નાશ કરશે.