บรรยากาศของโลกหนักแค่ไหน?

นักวิจัยคำนวณว่าบรรยากาศของโลกมีน้ำหนักประมาณ 5.15 x 10^18 กิโลกรัม มากกว่ามหาพีระมิดแห่งกิซาเกือบพันล้านเท่า

บรรยากาศของโลกประกอบด้วยชั้นต่างๆ มากมายซึ่งมีอุณหภูมิและความหนาแน่นต่างกัน ภาพ : Wordpress — บรรยากาศของโลกประกอบด้วยชั้นต่างๆ มากมายซึ่งมีอุณหภูมิและความหนาแน่นต่างกัน ภาพ : *Wordpress*

ก่อนที่เราจะเรียนรู้เกี่ยวกับน้ำหนักของบรรยากาศ เราต้องเข้าใจแนวคิดเรื่องความดันบรรยากาศเสียก่อน ที่ระดับน้ำทะเล บรรยากาศมีความกดอากาศประมาณ 101,325 ปาสกาล แรงกดดันนี้เป็นผลมาจากน้ำหนักของโมเลกุลของก๊าซที่กดลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ตามรายงานของ Sci Tech Daily จากความกดอากาศทั่วทั้งพื้นผิวโลก นักวิทยาศาสตร์ประมาณว่าน้ำหนักรวมของบรรยากาศอยู่ที่ 5.15 x 10^18 กิโลกรัม ซึ่งหนักกว่าพีระมิดแห่งกิซาในอียิปต์เกือบพันล้านเท่า บรรยากาศของโลกมีน้ำหนักเท่ากับมหาสมุทรยักษ์ลึก 10 เมตรที่ปกคลุมพื้นผิวโลกทั้งหมด

ชั้นบรรยากาศของโลกไม่สม่ำเสมอแต่แบ่งออกเป็นหลายชั้นตามความผันผวนของอุณหภูมิ ชั้นเหล่านี้ได้แก่ โทรโพสเฟียร์ สตราโตสเฟียร์ มีโซสเฟียร์ เทอร์โมสเฟียร์ และเอ็กโซสเฟียร์ แต่ละชั้นจะมีความหนาแน่นและโครงสร้างต่างกัน ชั้นที่มีความหนาแน่นมากที่สุดคือชั้นโทรโพสเฟียร์ซึ่งอยู่ใกล้กับพื้นผิวโลกมากที่สุด บรรยากาศประมาณ 78% ประกอบด้วยไนโตรเจน 21% เป็นออกซิเจน ส่วนที่เหลือ 1% ประกอบด้วยอาร์กอน CO2 และก๊าซอื่นๆ อีกเล็กน้อย

แม้ว่ามวลรวมของบรรยากาศจะค่อนข้างคงที่ (มีการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลเพียงเล็กน้อย ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของไอน้ำ) แต่การกระจายตัวก็อาจแตกต่างกันได้เนื่องจากปัจจัยหลายประการ ประการแรกคือระดับความสูง เมื่อคุณขึ้นไป ความดันบรรยากาศจะลดลงเนื่องจากอากาศเหนือคุณน้อยลง นี่ก็เป็นเหตุผลว่าทำไมการหายใจเมื่ออยู่ในที่สูงจึงยากขึ้น

ปัจจัยที่สองคืออุณหภูมิ ในวันที่อากาศอบอุ่น อากาศจะขยายตัวและลอยขึ้น ทำให้มีความหนาแน่นน้อยลง การกระจายอากาศใหม่นี้ส่งผลให้ความดันบรรยากาศที่ระดับพื้นดินลดลง เนื่องจากมีน้ำหนักกดลงมาน้อยลง ในทางกลับกัน ในวันที่อากาศเย็น อากาศจะหดตัวและลดลง ส่งผลให้แรงดันใกล้พื้นดินเพิ่มขึ้น

ปัจจัยสุดท้ายคือความชื้น อากาศชื้นมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศแห้ง นั่นเป็นเพราะโมเลกุลของน้ำไม่หนักเท่ากับโมเลกุลอากาศ เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น อาจส่งผลต่อการกระจายน้ำหนักในบรรยากาศได้ แม้ว่าผลกระทบจะไม่ชัดเจนเท่ากับอุณหภูมิก็ตาม

โดยการทำความเข้าใจปัจจัยเหล่านี้ เราจะสามารถประเมินลักษณะพลวัตของบรรยากาศและการกระจายน้ำหนักในระดับความสูงและสภาวะที่แตกต่างกันได้ น้ำหนักของบรรยากาศมีบทบาทสำคัญในการดำรงชีวิตบนโลก มันช่วยให้มนุษย์หายใจอากาศ ปกป้องมนุษยชาติจากรังสีดวงอาทิตย์ที่เป็นอันตราย และควบคุมอุณหภูมิของโลก หากไม่มีแรงโน้มถ่วงและแรงดันบรรยากาศ น้ำจะระเหยไปสู่อวกาศ และสิ่งมีชีวิตจะไม่สามารถดำรงอยู่ได้ ดังนั้น น้ำหนักของบรรยากาศของโลกจึงเป็นเครื่องพิสูจน์ความสมดุลที่ช่วยหล่อเลี้ยงชีวิตบนโลก

อัน คัง (ตามรายงานของ Sci Tech Daily )

ลิงค์ที่มา