יונוספירה

יונוספירה (באנגלית: Ionosphere, מקור השם: צירוף של יון ושל ספֵירה = שפת כדור) היא אזור באטמוספירת כדור הארץ בשכבת התרמוספירה, שבו קיימים אלקטרונים חופשיים אשר גורמים לאטמוספירה להתנהג בדומה למוליך חשמלי.

היונוספירה מתחילה בגובה של 60–90 ק"מ מפני כדור הארץ (משתנה לפי שעות היממה המקומיות), ומסתיימת בגובה של מעל 500 ק"מ.

באטמוספירה מתרחשים תהליכי יינון כתוצאה מקרינת השמש וקרינה קוסמית. סוג אחד של יינון נגרם על ידי קרינה על-סגולה ישירה מהשמש הפוגעת באטומים ומולקולות של אטמוספירת כדור הארץ, פגיעה שיכולה לשחרר אלקטרונים. סוג שני הוא תוצאה של פגיעת חלקיקים טעונים במהירות גבוהה מרוח השמש ומהקרינה הקוסמית. כאשר חלקיקים אלו פוגעים באטומים ובמולקולות האוויר הם גורמים להינתקות אלקטרונים מהם. בשני המקרים נוצרים נושאי מטען חופשיים - יונים בעלי מטען חיובי ואלקטרונים בעלי מטען שלילי.

הצפיפות הנמוכה של מולקולות ביונוספרה מאפשרת לנושאי המטען להתקיים בנפרד למשך פרקי זמן ארוכים יחסית. מצב זה (הקרוי פלזמה) גורם לאטמוספירה להתנהג כמוליך חשמלי טוב, או כמראה עבור גלים אלקטרומגנטיים. זאת בניגוד לשכבות הנמוכות והצפופות יותר של האטמוספירה, בהן החלקיקים הטעונים מתקיימים רק לזמן קצר עד שהם פוגשים בחלקיקים בעלי מטען נגדי (התהליך ההפוך של יינון, הקרוי רקומבינציה), ולכן לאטמוספירה מתחת לאטמוספירה יש מוליכות נמוכה מאוד והיא מאפשרת העברה של גלים אלקטרומגנטיים.

ליונוספירה חשיבות מעשית רבה, בין היתר כי היא מחזירה חלק מאורכי הגל בתדירויות גלי רדיו. תכונה זו איפשרה, החל מתחילת המאה ה-20, תקשורת רדיו בגלים קצרים בין נקודות רחוקות מאוד על פני כדור הארץ, על ידי "הקפצה" של אלומת השידור בין היונוספרה ובין הקרקע (או פני הים). כתוצאה מכך הושקעו משאבים רבים במחקר היונוספרה. עם עליית השימוש בלווייני תקשורת ובכבלי תקשורת תת-ימיים, ירדה חשיבותו של רדיו בגלים קצרים, וכיום הוא משמש בעיקר חובבי רדיו.

תופעת זוהר הקוטב מתרחשת ביונוספירה, במקרים של סערות מגנטיות, עקב חדירת חלקיקים שזורמים מטה בשדה המגנטי של כדור הארץ.

קיום היונוספירה הוכח על ידי אדוארד אפלטון ב-1924. ב-1947 קיבל על עבודתו פרס נובל לפיזיקה.

היונוספירה גם אחראית לתהודת שומאן, תופעה בה מתחוללת תהודה של גלים אלקטרומגנטיים בין הקרקע ליונוספירה כתוצאה מפריקת ברק במקום כלשהו על פני כדור הארץ.

היסטוריה

עוד בשנת 1839, המתמטיקאי והפיזיקאי הגרמני קרל פרידריך גאוס שיער שקיומו של אזור בעל מוליכות חשמלית גבוהה באטמוספירה יכול להסביר את השינויים היומיים הנצפים בעוצמת השדה המגנטי של כדור הארץ. הוא ציין כתימוכין להשערה הזאת את "התופעה האניגמטית של האורורה בוראליס (Aurora Borealis), אשר כל הראיות מצביעות על כך שחשמל בתנועה הוא מרכיב מרכזי ביצירתה".

ראו גם
 עיכוב יונוספירי
אטמוספירת כדור הארץ
מגנטוספירה
זוהר הקוטב
 HAARP (תוכנית מחקר אמריקאית)
 תוכן אלקטרוני כולל

קישורים חיצוניים 

 אסף גלעדי, מחקר בנושא היונוספירה, אתר כנרת
 

ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
אטמוספירת כדור הארץ