地球科学

外気圏の構造と特性

地球大気の最外層である外気圏の定義、高度、物理的特性、および水素からなるジオコロナの広がりについて解説します。

📌 主なポイント

  • 外気圏は地球大気の最外層であり、高度約500kmから10,000kmに及ぶ。
  • 外気圏の最外層は水素とヘリウムで構成されるジオコロナと呼ばれ、月軌道以遠まで広がっている。
  • 大気分子が極めて希薄であり、宇宙空間へ流出する現象が見られる。

外気圏(がいきけん、英: exosphere)は、地球の大気圏において最も外側に位置する層です。熱圏の上方に広がり、大気と宇宙空間の境界領域を形成しています。

物理的特性と高度

地球における外気圏は、下層の熱圏との境界が高度約500kmから1,000kmの間に位置し、そこから約10,000kmの高さまで広がっています。この領域では大気の密度が極めて低く、気体分子や原子が衝突することなく運動し、その一部は重力を振り切って宇宙空間へと流出しています。

なお、月のように厚い大気層を持たない天体では、外気圏が直接地表に接しており、これを「表面境界外気圏(SBE: surface boundary exosphere)」と呼びます。

ジオコロナ

外気圏の最外層は主に水素とヘリウムで構成されており、この領域は「ジオコロナ」と呼ばれます。ジオコロナは地球の半径の約38倍にあたる約24万km以上にわたって広がっており、月軌道以遠まで達していることが観測によって明らかにされています。

よくある質問

外気圏と宇宙空間の境界はどこですか?
外気圏は高度約10,000kmまで広がっており、そこから先が一般的に宇宙空間とみなされます。
ジオコロナとは何ですか?
外気圏の最外層に存在する、主に水素とヘリウムからなる領域のことです。
表面境界外気圏(SBE)とは何ですか?
月などの厚い大気層を持たない天体において、外気圏が直接地表に接している状態を指します。

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参考文献

  • Baliukin, I. I., et al. (2019). "SWAN/SOHO Lyman‐ α Mapping: The Hydrogen Geocorona Extends Well Beyond the Moon". Journal of Geophysical Research: Space Physics, 124(2), 861–885. doi:10.1029/2018JA026136
  • アストロアーツ. "42年ぶりに地球水素コロナ全体像の撮影に成功". 2023年11月6日閲覧.
  • 佐藤允基 他. "ジオコロナ撮像装置LAICAの開発". 2014年4月7日.