บรรยากาศของโลกหนักแค่ไหน?

นักวิจัยคำนวณว่าบรรยากาศของโลกมีน้ำหนักประมาณ 5.15 x 10^18 กิโลกรัม มากกว่ามหาพีระมิดแห่งกิซาเกือบพันล้านเท่า

ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยหลายชั้นซึ่งมีอุณหภูมิและความหนาแน่นต่างกัน ภาพ: Wordpress — ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยหลายชั้นซึ่งมีอุณหภูมิและความหนาแน่นต่างกัน ภาพ: *Wordpress*

ก่อนที่เราจะพูดถึงน้ำหนักของบรรยากาศ เราต้องทำความเข้าใจแนวคิดเรื่องความดันบรรยากาศเสียก่อน ที่ระดับน้ำทะเล บรรยากาศจะออกแรงดันประมาณ 101,325 ปาสกาล แรงดันนี้เป็นผลมาจากน้ำหนักของโมเลกุลของก๊าซที่กดลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ตามรายงานของ Sci Tech Daily จากความดันบรรยากาศบนพื้นผิวทั้งหมดของโลก นักวิทยาศาสตร์ ประมาณว่าน้ำหนักรวมของบรรยากาศคือ 5.15 x 10^18 กิโลกรัม ซึ่งหนักกว่ามหาพีระมิดแห่งกิซาในอียิปต์เกือบพันล้านเท่า ชั้นบรรยากาศของโลกมีน้ำหนักเท่ากับมหาสมุทรขนาดยักษ์ที่มีความลึก 10 เมตรที่ปกคลุมพื้นผิวทั้งหมดของโลก

ชั้นบรรยากาศของโลกไม่ได้มีลักษณะสม่ำเสมอ แต่แบ่งออกเป็นหลายชั้นตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ชั้นเหล่านี้ได้แก่ โทรโพสเฟียร์ สตราโตสเฟียร์ มีโซสเฟียร์ เทอร์โมสเฟียร์ และเอ็กโซสเฟียร์ แต่ละชั้นมีความหนาแน่นและองค์ประกอบต่างกัน ชั้นที่มีความหนาแน่นมากที่สุดคือโทรโพสเฟียร์ ซึ่งอยู่ใกล้กับพื้นผิวโลกมากที่สุด บรรยากาศประมาณ 78% เป็นไนโตรเจน 21% เป็นออกซิเจน และที่เหลือ 1% เป็นอาร์กอน CO2 และก๊าซอื่นๆ อีกเล็กน้อย

แม้ว่ามวลรวมของบรรยากาศจะค่อนข้างคงที่ (โดยมีการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลเพียงเล็กน้อย ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณไอน้ำ) แต่การกระจายตัวของบรรยากาศอาจแตกต่างกันได้เนื่องจากปัจจัยหลายประการ ประการแรกคือระดับความสูง เมื่อคุณขึ้นไป ความดันบรรยากาศจะลดลงเนื่องจากมีอากาศเหนือคุณน้อยลง นี่เป็นสาเหตุที่การหายใจในพื้นที่สูงจึงทำได้ยากขึ้น

ปัจจัยที่สองคืออุณหภูมิ ในวันที่อากาศอบอุ่น อากาศจะขยายตัวและลอยขึ้น ทำให้มีความหนาแน่นน้อยลง การกระจายตัวของอากาศใหม่นี้ทำให้ความดันบรรยากาศลดลงใกล้พื้นดิน เนื่องจากมีน้ำหนักกดทับน้อยลง ในทางกลับกัน ในวันที่อากาศเย็น อากาศจะหดตัวและจมลง ทำให้ความดันเพิ่มขึ้นใกล้พื้นดิน

ปัจจัยสุดท้ายคือความชื้น อากาศที่มีความชื้นจะมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศที่แห้ง เนื่องจากโมเลกุลของน้ำไม่หนักเท่ากับโมเลกุลของอากาศ เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น การกระจายตัวของมวลในชั้นบรรยากาศอาจได้รับผลกระทบ แม้ว่าผลกระทบจะไม่เด่นชัดเท่ากับอุณหภูมิก็ตาม

เมื่อเข้าใจปัจจัยเหล่านี้แล้ว เราจะสามารถเข้าใจถึงธรรมชาติที่เปลี่ยนแปลงไปของบรรยากาศและการกระจายน้ำหนักของบรรยากาศในระดับความสูงและสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน น้ำหนักของบรรยากาศมีบทบาทสำคัญในการหล่อเลี้ยงชีวิตบนโลก ช่วยให้มนุษย์หายใจได้ ปกป้องมนุษยชาติจากรังสีดวงอาทิตย์ที่เป็นอันตราย และควบคุมอุณหภูมิของโลก หากไม่มีน้ำหนักและแรงดันของบรรยากาศ น้ำก็จะระเหยออกสู่อวกาศและสิ่งมีชีวิตก็ไม่สามารถดำรงอยู่ได้ ดังนั้น น้ำหนักของบรรยากาศโลกจึงเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงความสมดุลที่ช่วยหล่อเลี้ยงชีวิตบนโลก

อัน คัง (ตามรายงานของ Sci Tech Daily )

ลิงค์ที่มา