Udforskningen af himlens struktur V.

I vore dage kaldes dette elektrisk ladede lag ionosfæren. Det trænger igennem den øvre mesosfære og termosfæren. Når røntgenstråler og Solens ultraviolette stråler rammer disse zoner, fjerner de elektroner fra atomer og molekyler. Elektronerne er negativt elektrisk ladede og opfanges i det svingende elektromagnetiske felt i passerende radiobølger. Under bevægelse udsender en ladet partikel sin egen elektromagnetiske energi. Ethvert elektron bliver i virkeligheden en selvstændig minisender, hvis signaler får den oprindelig radiobølge til at bøje af. Jo flere frie elektroner, der er til stede, desto mere påvirkes radiobølgen, og er der nok af dem, vil radiobølgefronten blive bøjet mod Jorden, ligesom når en lydbølge brydes af et varmt luftlag højt oppe. Det såkaldte Dlag i ionosfæren rummer relativt få frie elektroner, men har alligevel særlig interesse på grund af dets indvirkning på visse radiobølger. Almindelige radiotransmissioner på AMbåndet med frekvenser fra 550.000 til 1,6 millioner pr. sekund bliver ikke brudt, før de når Elaget. Men om dagen absorberes de i Dlaget, hvor luften selv er tættere og frie elektroner hyppigere kolliderer med tungere atomer og molekyler, end de gør i den tyndere luft ovenover. Når sådanne kollisioner indtræffer, mister det bevægende elektron elektromagnetisk energi, ikke blot til sig selv, men også til radiobølgen, som svækkes og forsvinder. Derimod om natten, hvor der er langt færre elektroner  og kollisioner  i Dlaget, passerer radiobølgerne upåvirket igennem det og kastes tilbage højere oppefra, så det bliver muligt at modtage fjerne AMstationer.

TV og FMradiobølger har alt for høj frekvens til at reflekteres af ionosfæren og fortsætter direkte ud mod rummet. Derfor foregår TVtransmissioner over store afstande ved hjælp af kabler, mikrobølgerelæer og satellitter, men alligevel indtræffer der af og til ukontrollable spring bort fra ionosfæren. Virkningerne af radiobølgernes refraktion afhænger af den vinkel, hvormed signalet kommer ind i ionosfæren. Når en radiobølges bane nærmer sig det lodrette plan, når den et punkt, hvor den ikke kan brydes tilbage til Jorden, og den fortsætter ud i rummet. Derfor kan et brudt signal fra en radiostation 300 km borte høres tydeligt, mens et fra 100 kilometers afstand ikke lader sig opfange. Eftersom solstrålingen er nøglen til ioniseringen, ødelægger solforstyrrelser som f.eks. solpletter og solstorme radiomodtagelsen. Ved disse lejligheder lyser morgenrøden, hvis fantastiske fænomen finder sted i ionosfæren, med en ganske særlig glans, og radioamatørernes modtagere knaser på grund af statisk elektricitet. Når der er solstorme, bliver de lavere ioniserede lag midlertidigt kraftigt absorberende, hvorved radiomodtagelser over store afstande kan være afbrudt i timevis.

Foruden ved sin indvirkning på kommunikationen giver ionosfæren sig også til kende på anden vis. Den gløder. Glødningen skyldes den samme elektrokemiske reaktion, som fremkalder ionisering. I stedet for blot at berøve et molekyle en elektron forandrer kortbølgebestrålingen fra Solen molekylets energitilstand og får det til at frigøre en del af sin energi i form af lys. Oplysningen af himlen i klare, månefrie nætter skyldes fortrinsvis luftglødning, som er klarere end lyset fra alle stjerner tilsammen.

I 1965 opdagede fysikeren Murray Zelikoff, at når han blandede kvælstofoxider med den samme blanding af luftarter, der eksisterer oven over stratosfæren, skete der en kemisk reaktion, samtidig med at der blev frigjort yderligere stråling. Han antog, at de tilstedeværende kvælstofoxider i den øvre atmosfære udgjorde en af kilderne til luftglødningen, og hvis det var tilfældet, ville den højere gaskoncentration øge luftglødningen. En klar stjernenat affyrede Zelikoff derfor en raket, som medførte glasbeholdere med kvælstofoxigen, op over New Mexicos ødemarker. 100 km oppe udløste den sin medbragte last på ca. 10 kg gas. Lidt senere så hans kolleger gennem deres kikkerter fra toppen af en bakke 100 km borte et gulligt skær på himlen. Det voksede sig fire gange større end fuldmånen og skiftede gradvis farve fra gyldent til sølvgråt. Himlen glødede i samfulde 20 minutter.

Zelikoffs vellykkede forsøg gav nogle den ide, at kunstig luftglødning kunne anvendes til belysning i byer om natten, fremme af afgrøders vækst og bistå med lys i forbindelse med natlige redningsaktioner. Heldigvis blev disse muligheder ikke udnyttet. Kvælstofoxiderne ville nemlig drive nedefter og tilintetgøre ozonlaget og anrette uberegnelige ødelæggelser på Jorden.

Ionosfæren strækker sig næsten helt op til toppen af termosfæren, hvor luftmolekylerne på det nærmeste forsvinder. Oven over denne ligger det yderste lag af Jordens atmosfære, eksosfæren, et trøstesløst miljø, der bestråles af den nådesløse sol. Mens luftmolekylerne ved havoverfladen kun bevæger sig 1/10.000.000 cm, før de støder ind i hinanden, er eksosfærens lette gasarter (helium, brint og iltatomer) så vidt spredte, at de skal tilbagelægge 10 km, før de kolliderer med hinanden. Da der er færre sammenstød til at dæmpe deres hastigheder, bevæger atomerne, der måske er opvarmet til 2000° C, sig mange gange hurtigere end molekylerne i den lavere del af atmosfæren og vælter ud i rummet ligesom vandet fra et springvand. Til sidst vil tyngdekraften drage de fleste af de hurtigt farende atomer tilbage mod Jorden, men en lille del af helium og brintatomer ne, der bevæger sig med hastigheder på over 40.000 km i timen, forsvinder ud i det interplanetariske rum. Der består dog ingen fare for, at atmosfæren skulle sive bort. Det forsvundne helium erstattes af det radioaktive henfald af sten på Jorden, og der dannes ilt ved den fotokemiske nedbrydning af vanddamp, så tabet bliver mere end kompenseret. Det sker ved højder på omkring 100 km.

Nøjagtigt hvor eksosfæren slutter og det interplanetariske rum begynder, lader sig ikke fastlægge helt præcist. Grænsen er i høj grad flydende. Molekylerne bliver mere og mere sparsomme, indtil der ikke ikke er flere et sted mellem 500 og 1500 km over jordoverfladen.