ENCELADUS

L’atmosfera terrestre è formata per il 77% da Azoto (N₂), seguita dal 21% di Ossigeno (O₂) e dal 1% di Argon (Ar).

Tra le tante “tracce” di altri gas disciolti nel restante 1% nell’atmosfera troviamo l’Anidride Carbonica (CO₂), il vapor d’acqua (H₂O allo stato gassoso) ed altri gas minori.

Per i “precisini” che potrebbero obiettare sulle affermazioni di massima di quanto sopra, riporto qui di seguito “l’analisi chimica media” dell’atmosfera del pianeta:

Azoto (N₂): 77,75%
Ossigeno (O₂): 20,95%
Argon (Ar): 0.93%
Vapore acqueo (H₂O): 0,33%
Anidride carbonica (CO₂): 0,032% (320 ppm)
Neon (Ne): 0,00181% (18 ppm)
Elio (He): 0,0005% (5 ppm)
Metano (CH₄): 0,0002% (2 ppm)
Idrogeno (H₂): 0,00005% (0,5 ppm)
Krypton (Kr): 0,000011% (0,11 ppm)
Xénon (Xe): 0,000008% (0,08 ppm)
Ozono (O₃): 0,000004% (0,04 ppm) 

Si ritiene che agli albori della sua vita, l’atmosfera del nostro pianeta fosse per la maggior parte composto di CO₂ e che poi i processi di fotosintesi degli esseri vegetali l’abbiano gradualmente cambiata in Ossigeno. L’Azoto invece si forma prevalentemente con i processi di decomposizione del materiale organico ad opera dei batteri.

Si potrebbe quindi azzardare a dire che siano stati gli stessi esseri viventi che hanno cambiato l’atmosfera della terra, rendendola di volta in volta più idonea alla vita stessa.

La composizione, la densità, l’irraggiamento del sole, il moto di rotazione, i rilievi, i mari e la disomogenea conformazione della superficie terrestre nonché la sua capacità di assorbire o riflettere l’energia del Sole, sono tutti fattori che contribuiscono ai moti, alla strutturazione e stratificazione dell’atmosfera in vari livelli nei quali avvengono diversi fenomeni chimici e fisici.

L’atmosfera terrestre è suddivisa in quattro settori principali concentrici, in ciascuno dei quali avvengono fenomeni diversi, e sono catalogati con i nomi di TROPOSFERA, STRATOSFERA, IONOSFERA e ESOSFERA.

La TROPOSFERA è la zona compresa tra la superficie terrestre e 14.000-15.000 metri di altitudine circa. Il suo spessore varia infatti con la latitudine ed è più sottile ai Poli, e più spessa all’equatore, per l’effetto centrifugo della rotazione terrestre.

In questa zona avvengono tutti i fenomeni meteorologici causati dalla circolazione delle masse d’aria che danno vita ai venti, alla formazione delle nubi, alle precipitazioni ed altri fenomeni atmosferici. La temperatura che al suolo ha una media di +20 °C, decresce gradualmente con l’altitudine seguendo quello che viene chiamato “gradiente barico verticale”. E’ detto “barico” perché è legato all’andamento della pressione che decresce anch’essa con l’aumentare dell’altitudine, ad alla fine della Troposfera la temperatura è di –55 °C.

 Tra la Troposfera e la Stratosfera, si interpone un sottile strato chiamato TROPOPAUSA, che ha uno spessore di soli 200-300 metri.

La Tropopausa è di fatto una zona cosiddetta “isotermica”, ovvero non si verificano ulteriori diminuzioni di temperatura con l’aumento dell’altitudine.

In questa zona si formano di sovente fortissimi venti orizzontali di forma tubolare chiamati “correnti a getto”, che raggiungono velocità di diverse centinaia di chilometri orari.

 La STRATOSFERA occupa il settore tra i 15.000 e i 50.000 metri circa, ed al suo interno si colloca lo STRATO DI OZONO che inizia verso i 30.000 metri e concentra il 90% di tutto l’Ozono del pianeta.
Nella parte bassa della Stratosfera sono ancora possibili particolari formazioni nuvolose stratiformi dette “cirri”.
L’Ozono esiste perché l’Ossigeno viene colpito dai raggi Ultravioletti del Sole che lo ionizza trasformandolo in O₃, ovvero dissocia la molecola equivalente dell’ossigeno formata da due atomi, favorendo un legame polare fra tre atomi.
Questa reazione chimico-fisica assorbe tutta l’energia dei raggi UV assumendo una funzione di schermatura verso le quote più basse.
Un’altra conseguenza della reazione dell’ozono con i raggi UV, è l’aumento di calore e quindi nella Stratosfera il calore tende ad aumentare con l’aumento di quota passando dai –60°C che possiamo trovare a 16.000 metri fino agli 0 °C  che troviamo al confine con la STRATOPAUSA che si trova a 50.000 metri di altezza.

 La IONOSFERA non è una regione specifica ed omogenea.
E’ così chiamata perché è la zona ove avvengono le ionizzazioni dei gas e di altri elementi.
Di fatto essa comprende le zone alte della MESOSFERA e la TERMOSFERA. 

MESOSFERA
In questa zona, che va dai 50 agli 80 Km di quota, l'atmosfera non subisce più l'influsso della superficie terrestre, ed è costante a tutte le latitudini. Non ci sono più né venti né correnti ascensionali, né nubi o perturbazioni: l'aria è completamente calma. In queste condizioni, i gas si stratificano per diffusione secondo il loro peso atomico o molecolare.
La composizione chimica media dell'aria inizia a variare man mano che si sale. L'anidride carbonica scompare rapidamente e il vapore acqueo ancora più in fretta, e anche la percentuale di ossigeno inizia a diminuire con la quota. Aumentano le percentuali di gas leggeri come elio e idrogeno. L'effetto riscaldante dell'ozono è terminato, e la temperatura diminuisce sempre più con la quota fino a stabilizzarsi, al limite superiore della mesosfera, a circa -80ºC

Nella Mesosfera hanno origine le stelle cadenti, cioè i piccoli meteoriti che non riescono a raggiungere la superficie terrestre e bruciano prima di raggiungere la terra, lasciando scie luminose. Oltre la MESOPAUSA, alla quota di circa 100 Km, l'aria è tanto rarefatta da non opporre una resistenza tangibile al moto dei corpi, e diventa possibile muoversi con il moto orbitale. Per questo motivo, in astronautica la Mesopausa viene considerata il confine con lo spazio.

TERMOSFERA
Oltre la Mesopausa inizia la Termosfera. In questo strato i gas presenti sono tanto rarefatti che è più opportuno parlare di atomi e molecole, che ricevono quasi interamente la radiazione solare diretta e sono quindi in prevalenza allo stato ionizzato.
La temperatura in questo strato sale con l'altitudine, per l'irraggiamento solare, ed arriva ai 1700ºC al suo limite esterno. Al confine fra Mesopausa e Termosfera hanno luogo le aurore boreali.
La composizione chimica è ancora simile a quella media, con una predominanza di azoto e ossigeno, ma cambia sempre più con l'altitudine.
A circa 550 Km di quota, questi due gas cessano di essere i componenti principali dell'atmosfera, e vengono spodestati da Elio e Idrogeno. 

ESOSFERA
La parte più esterna della atmosfera terrestre, dove la composizione chimica cambia radicalmente. L' Esosfera non ha un vero limite superiore, arrivando a comprendere anche le fasce di Van Allen.
I suoi costituenti, come già detto, sono per lo più idrogeno ed elio, in maggioranza particelle del vento solare catturate dalla MAGNETOSFERA terrestre.  

Uno degli aspetti fondamentali da considerare è la permeabilità dell’atmosfera allo spettro elettromagnetico, e quindi ai raggi cosmici.

Questo argomento però lo trattiamo nella terza parte.

A presto equipaggio!

... continua nella Parte 3