Para resolver, retomamos o perfil térmico da atmosfera: na troposfera a temperatura tende a diminuir com a altitude; na estratosfera ela aumenta pela absorção de UV pela camada de ozônio; em seguida, na mesosfera, volta a cair acentuadamente, alcançando as menores temperaturas da atmosfera (em torno de -90 °C na mesopausa); acima dela, a termosfera apresenta altas temperaturas por intensa absorção de radiação solar em um meio muito rarefeito.

A mesosfera fica acima da estratosfera e abaixo da termosfera, distinguindo-se não só pelo frio extremo, mas também por ser a região onde muitos meteoros se incineram, produzindo as estrelas cadentes observadas da superfície.

As temperaturas tão baixas se explicam pelo ar rarefeito — com pouca capacidade de absorver e reter calor — e pela ausência dos mecanismos de aquecimento que atuam fortemente nas camadas adjacentes, como a absorção de UV na estratosfera e a absorção intensa de radiação na termosfera.

Resposta final: mesosfera.

Questão Q1329