บรรยากาศของโลกมีความหนาแน่นเท่าไร?

นักวิจัยประเมินว่าชั้นบรรยากาศของโลกมีน้ำหนักประมาณ 5.15 x 10^18 กิโลกรัม ซึ่งหนักกว่ามหาพีระมิดแห่งกิซาเกือบพันล้านเท่า

บรรยากาศของโลกประกอบด้วยชั้นต่างๆ มากมาย ซึ่งมีอุณหภูมิและความหนาแน่นแตกต่างกัน (ภาพ: Wordpress)

ก่อนที่จะเข้าใจน้ำหนักของชั้นบรรยากาศ เราต้องเข้าใจแนวคิดเรื่องความดันบรรยากาศเสียก่อน ที่ระดับน้ำทะเล ชั้นบรรยากาศมีความดันประมาณ 101,325 ปาสคาล ความดันนี้เป็นผลมาจากน้ำหนักของโมเลกุลก๊าซที่ถูกกดลงโดยแรงโน้มถ่วง ตามรายงานของ Sci Tech Daily นักวิทยาศาสตร์ ประเมินน้ำหนักรวมของชั้นบรรยากาศโดยพิจารณาจากความดันบรรยากาศทั่วพื้นผิวโลก พบว่ามีน้ำหนัก 5.15 x 10^18 กิโลกรัม ซึ่งหนักกว่ามหาพีระมิดแห่งกิซาในอียิปต์เกือบพันล้านเท่า ชั้นบรรยากาศของโลกมีน้ำหนักเทียบเท่ากับมหาสมุทรขนาดใหญ่ที่มีความลึก 10 เมตร ครอบคลุมพื้นผิวโลกทั้งหมด

บรรยากาศของโลกไม่เป็นเนื้อเดียวกัน แต่แบ่งออกเป็นหลายชั้นตามความแตกต่างของอุณหภูมิ ชั้นเหล่านี้ได้แก่ โทรโปสเฟียร์ สตราโตสเฟียร์ มีโซสเฟียร์ เทอร์โมสเฟียร์ และเอกโซสเฟียร์ แต่ละชั้นมีความหนาแน่นและองค์ประกอบที่แตกต่างกัน ชั้นที่หนาแน่นที่สุดคือโทรโปสเฟียร์ ซึ่งอยู่ใกล้กับพื้นผิวโลกมากที่สุด ประมาณ 78% ของบรรยากาศเป็นไนโตรเจน 21% เป็นออกซิเจน และอีก 1% ที่เหลือประกอบด้วยอาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย

แม้ว่ามวลรวมของชั้นบรรยากาศจะค่อนข้างคงที่ (มีการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลน้อยมาก ส่วนใหญ่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของไอน้ำ) แต่การกระจายตัวของชั้นบรรยากาศอาจเปลี่ยนแปลงไปได้เนื่องจากหลายปัจจัย ประการแรกคือระดับความสูง เมื่อคุณสูงขึ้น ความดันบรรยากาศจะลดลงเนื่องจากมีอากาศอยู่เหนือคุณน้อยลง นี่คือเหตุผลที่ทำให้การหายใจลำบากมากขึ้นในระดับความสูงที่สูงขึ้น

ปัจจัยที่สองคืออุณหภูมิ ในวันที่อากาศอบอุ่น อากาศจะขยายตัวและลอยขึ้น ทำให้มีความหนาแน่นน้อยลง การกระจายตัวของอากาศนี้ส่งผลให้ความดันบรรยากาศที่ระดับพื้นดินลดลงเนื่องจากน้ำหนักที่กดลงน้อยลง ในทางกลับกัน ในวันที่อากาศเย็น อากาศจะหดตัวและจมลง ส่งผลให้ความดันใกล้พื้นดินเพิ่มขึ้น

ปัจจัยสุดท้ายคือความชื้น อากาศชื้นมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศแห้ง เนื่องจากโมเลกุลของน้ำมีน้ำหนักน้อยกว่าโมเลกุลของอากาศ เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลต่อการกระจายน้ำหนักของบรรยากาศ แม้ว่าผลกระทบจะน้อยกว่าอุณหภูมิก็ตาม

ด้วยการทำความเข้าใจปัจจัยเหล่านี้ เราสามารถประเมินลักษณะของการเคลื่อนที่ของชั้นบรรยากาศ และการกระจายน้ำหนักของชั้นบรรยากาศในระดับความสูงต่างๆ และภายใต้สภาวะที่แตกต่างกันได้ น้ำหนักของชั้นบรรยากาศมีบทบาทสำคัญในการดำรงชีวิตบนโลก มันช่วยให้มนุษย์หายใจได้ ปกป้องมนุษยชาติจากรังสีที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์ และควบคุมอุณหภูมิของโลก หากปราศจากน้ำหนักและความดันของชั้นบรรยากาศ น้ำจะระเหยหายไปในอวกาศ และสิ่งมีชีวิตก็ไม่อาจดำรงอยู่ได้ ดังนั้น น้ำหนักของชั้นบรรยากาศของโลกจึงเป็นหลักฐานของความสมดุลที่ค้ำจุนสิ่งมีชีวิตบนโลก

อันคัง (อ้างอิงจาก Sci Tech Daily )

ลิงก์แหล่งที่มา: https://vnexpress.net/khi-quyen-trai-dat-nang-toi-dau-4666476.html