Glossaire

homosphère

Les régions de la basse atmosphère et de la moyenne atmosphère s'organisent par couches successives — la troposphère, la stratosphère, la mésosphère — s'étendant verticalement à des altitudes respectives de plus en plus élevées, auxquelles correspondent des pressions atmosphériques et des masses volumiques de plus en plus en plus faibles ; la variation verticale de la température absolue de l'air n'y est pas uniforme, mais décroît en général dans la troposphère, puis devient constante et ensuite croissante dans la stratosphère, et enfin décroît de nouveau dans la mésosphère. L'ensemble formé par ces régions, qui enveloppe la surface terrestre jusqu'à une altitude d'environ 80 km, est appelé l'homosphère, car le mélange turbulent entre les différents éléments gazeux composant une parcelle atmosphérique y est suffisamment actif pour compenser les hétérogénéités de répartition qui pourraient résulter des différences de masse volumique, et donc de poids, entre ces éléments : ainsi, bien que l'azote et l'oxygène moléculaires (tous deux diatomiques) et les divers gaz rares (monoatomiques) n'aient pas les mêmes masses molaires, leurs participations respectives à la composition volumétrique de l'air sec restent à tout moment les mêmes en tout point de l'homosphère (21 %, par exemple, pour l'oxygène moléculaire), et la composition de l'air pris dans sa globalité ne module que fort peu la composition volumétrique précédente lorsqu'elle lui ajoute les participations des éléments à proportion volumique variable (mais faible) dans l'atmosphère, c'est-à-dire la vapeur d'eau essentiellement, puis le gaz carbonique et l'ozone, et enfin de nombreux constituants mineurs à l'état de traces.

Mais plus haut, dans une région intermédiaire qui part de la limite supérieure de la mésosphère — la mésopause — pour pénétrer assez profondément dans la thermosphère, les proportions volumiques respectives des éléments atmosphériques commencent à se modifier de plus en plus fortement : au sein de cette enveloppe de 15 à 20 km d'épaisseur, la réapparition d'une croissance de la température suivant la verticale et les débuts d'intervention des réactions chimiques de photodissociation favorisent l'amplification du rôle joué par la diffusion moléculaire au détriment du mélange turbulent, lequel prédominait dans l'homosphère et permettait ainsi l'entretien d'une diffusion uniforme, à tout instant et en tout lieu, pour tous les composants et toutes les directions spatiales ; finalement, au-dessus d'une centaine de km d'altitude, on peut estimer que seule la diffusion moléculaire régit la répartition volumique des constituants atmosphériques. Cette région intermédiaire de la basse thermosphère est nommée la turbopause (en référence, précisément, au rôle joué jusqu'à semblables altitudes par la turbulence) ou plus rarement, l'homopause ; on y décèle les premières décompositions de l'oxygène moléculaire en oxygène atomique, qui déterminent ainsi le passage de l'homosphère à l'hétérosphère : celle-ci est la région de l'atmosphère caractérisée par la variabilité spatiale de la composition volumétrique de l'air et située immédiatement au-dessus de l'homosphère, à partir d'une altitude à vrai dire assez imprécise (entre 80 et 100 km environ, suivant qu'on y rattache ou non la turbopause, dont l'altitude, par ailleurs, semble moindre le jour que la nuit). L'hétérosphère recouvre largement la thermosphère (et l'ionosphère) ; l'environnement physique qui y règne favorise les discriminations de répartition verticale entre constituants atmosphériques, elles-mêmes gouvernées par l'influence de la force de gravité : ainsi, à mesure que l'on s'élève en altitude dans l'hétérosphère, c'est un corps chimique de plus en plus léger qui en devient le constituant majoritaire, l'azote moléculaire cédant bientôt la place à l'oxygène atomique, auquel se substitue plus haut l'hélium, puis l'hydrogène atomique.