الإكسوسفير - ما هي طبقة المتكور الخارجي أو إكسوسفير؟

تتربع طبقة (الإكسوسفير-Exosphere) أو المتكور الخارجي إكسوسفير على قمة طبقات الغلاف الجوي للأرض، وتتلاشى تدريجيًا إلى أن نصل للفضاء الخارجي حيث الفراغ، كما يتضاءل المحتوى الهوائي بشكل كبير خلال هذه الطبقة العليا بشكل مماثل تقريبًا للفضاء الخارجي الخالي تمامًا من الهواء؛ أي أنها كمية مهملة من الهواء.

تعلو هذه الطبقة طبقة الثرموسفير -المتكور الحراري- مباشرةً، يفصلهما ما يُعرف بالركود الحراري-Thermopause؛ وهو الحد الفاصل بين الطبقتين.
يُعرف قاع طبقة الإكسوسفير بالقاعدة الخارجية-Exobase، ويتغير ارتفاع هذه القاعدة مع تباين الدورة الشمسية؛ فعندما تكون الشمس نشطة عند نقطة أوجها في هذه الدورة، تزيد حرارة طبقة الثرموسفير نتيجةً لتأثير الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وترفع الركود الحراري إلى ارتفاعات تصل إلى 1000 كم فوق سطح الأرض. أما عندما تكون الشمس أقل نشاطًا خلال الدورة الشمسية، تنخفض شدة إشعاعاتها وبالتالي ينخفض ارتفاع الركود الحراري إلى 500 كم فوق سطح الأرض.

لا يُعتبر الإكسوسفير جزءًا من الغلاف الجوي للأرض بالنسبة لبعض العلماء؛ إذ يرى البعض أن الطبقة العليا الأخيرة هي الثرموسفير، أما الإكسوسفير فهو جزءٌ من الفضاء الخارجي.

يصعب تحديد ارتفاع طبقة الإكسوسفير لافتقارها لحد خارجي فاصل بينها وبين الفضاء؛ إذ تتلاشى الطبقة بالتدريج إلى أن تندمج تمامًا بالفضاء، ولكن يقدر العلماء ارتفاعها بحوالي 190 ألف كم فوق سطح الأرض، أي نصف المسافة إلى مدار القمر. وبهذه المسافة يكون الضغط المبذول على ذرات الهيدروجين الموجودة هناك أعلى من قوة سحب جاذبية الأرض، ما يسبب توهجًا طفيفًا للأشعة فوق البنفسجية المبعثرة بفعل ذرات الهيدروجين والتي تُرصد بواسطة الأقمار الصناعية على ارتفاع 100 ألف كم تقريبًا. تُسمى هذه الظاهرة (جيوكورونا – Geocorona) أو الهالة الأرضية.



تتصادم جزيئات وذرات الهواء تحت طبقة الإكسوسفير، لكن نظرًا لشدة ضآلة كمية الهواء بالمتكور الخارجي تندر هذه التصادمات. تسلك جزيئات وذرات الغاز مسارات باليستية عبر المتكور الخارجي مثل قذف كرة بعيدًا (أو مثل القذائف المدفعية)؛ إذ تأخذ مسارًا منحنيًا متجهًا إلى الأرض بفعل جاذبيتها لتنضم إلى الطبقات المنخفضة مرةً أخرى. ولكن، تنطلق بعض الجزيئات والذرات بسرعات عالية تمكنها من الإفلات من الجاذبية وتتجه إلى الفضاء الخارجي بلا رجعة، وهذا يفسر سبب التسرب السنوي لأجزاء من الغلاف الجوي إلى الفضاء الخارجي.

على الرغم من أن الإكسوسفير جزءٌ من الغلاف الجوي للأرض، يمكن اعتباره أيضًا جزءًا من الفضاء الخارجي. تدور العديد من الأقمار الصناعية مثل محطة الفضاء الدولية عبر هذه الطبقة، فمتوسط ارتفاع مدار محطة الفضاء الدولية 320 كم، وهذا يجعلها داخل طبقة الثرموسفير أسفل طبقة الإكسوسفير. وبالرغم من ضآلة كمية الهواء في تلك الطبقات العليا، فإنها تُسبب بعض القوى التي تؤثر على مدار الأقمار الصناعية؛ فتسبب تباطؤ الأقمار الصناعية تدريجيًا وهو ما قد يسبب سقوط القمر الصناعي تدريجيًا عن المدار إلى أن يخترق الطبقات السفلية ويحترق على المدى البعيد ما لم يتدخل المهندسون لإعادة ضبط سرعة القمر.

في حالة محطة الفضاء الدولية، فهي تخسر حوالي 2 كم من ارتفاعها في الشهر الواحد وتعرف تلك الظاهرة بالتحلل المداري-Orbital decay، لذلك توجد بالمحطة دوافع صاروخية صغيرة تعمل على إعادة ضبط سرعة المحطة للتعويض عن ما يُسببه التحلل المداري.