يقدر الباحثون أن وزن الغلاف الجوي للأرض يبلغ حوالي 5.15 × 10^18 كيلوغرام، أي ما يقرب من مليار مرة أثقل من وزن الهرم الأكبر في الجيزة.
يتكون الغلاف الجوي للأرض من طبقات عديدة ذات درجات حرارة وكثافات متفاوتة. (صورة: ووردبريس)
قبل فهم وزن الغلاف الجوي، نحتاج إلى استيعاب مفهوم الضغط الجوي. عند مستوى سطح البحر، يمارس الغلاف الجوي ضغطًا يبلغ حوالي 101,325 باسكال. هذا الضغط ناتج عن وزن جزيئات الغاز التي تضغطها الجاذبية إلى الأسفل، وفقًا لموقع Sci Tech Daily . بناءً على الضغط الجوي عبر سطح الأرض بأكمله، يُقدّر العلماء الوزن الإجمالي للغلاف الجوي بـ 5.15 × 10^18 كيلوغرام، أي ما يقارب مليار ضعف وزن الهرم الأكبر في الجيزة بمصر. يُعادل وزن الغلاف الجوي للأرض وزن محيط شاسع بعمق 10 أمتار يُغطي سطح الكوكب بأكمله.
لا يُعدّ الغلاف الجوي للأرض متجانسًا، بل ينقسم إلى عدة طبقات بناءً على اختلافات درجات الحرارة. تشمل هذه الطبقات: التروبوسفير، والستراتوسفير، والميزوسفير، والثرموسفير، والإكسوسفير. لكل طبقة كثافة وتركيب مختلفان. تُعدّ طبقة التروبوسفير، الأقرب إلى سطح الأرض، هي الأكثر كثافة. يتكون الغلاف الجوي من حوالي 78% من النيتروجين، و21% من الأكسجين، أما النسبة المتبقية البالغة 1% فتتكون من الأرجون وثاني أكسيد الكربون وكميات ضئيلة من غازات أخرى.
على الرغم من أن الكتلة الإجمالية للغلاف الجوي مستقرة نسبيًا (مع تغيرات موسمية طفيفة جدًا، تعود أساسًا إلى تغيرات بخار الماء)، إلا أن توزيعها قد يختلف تبعًا لعدة عوامل. أولها الارتفاع؛ فكلما ارتفعنا، انخفض الضغط الجوي لقلة كمية الهواء فوقنا. وهذا أيضًا سبب صعوبة التنفس في المرتفعات العالية.
العامل الثاني هو درجة الحرارة. في الأيام الدافئة، يتمدد الهواء ويرتفع، فتصبح كثافته أقل. يؤدي هذا التغير في توزيع الهواء إلى انخفاض الضغط الجوي على مستوى سطح الأرض نتيجةً لانخفاض الضغط الواقع عليه. وعلى العكس، في الأيام الباردة، ينكمش الهواء ويهبط، مما يؤدي إلى زيادة الضغط بالقرب من سطح الأرض.
العامل الأخير هو الرطوبة؛ فالهواء الرطب أقل كثافة من الهواء الجاف. ويعود ذلك إلى أن جزيئات الماء أخف وزنًا من جزيئات الهواء. ومع ازدياد الرطوبة، قد يؤثر ذلك على توزيع وزن الغلاف الجوي، وإن كان هذا التأثير أقل وضوحًا من تأثير درجة الحرارة.
بفهم هذه العوامل، نستطيع تقييم طبيعة حركة الغلاف الجوي وكيفية توزيع وزنه على ارتفاعات مختلفة وفي ظل ظروف متباينة. يلعب وزن الغلاف الجوي دورًا حيويًا في استدامة الحياة على الأرض، فهو يُمكّن الإنسان من تنفس الهواء، ويحمي البشرية من الإشعاع الشمسي الضار، وينظم درجة حرارة الكوكب. فبدون وزن الغلاف الجوي وضغطه، سيتبخر الماء في الفضاء، ولن يكون للحياة وجود. لذا، يُعد وزن الغلاف الجوي للأرض دليلًا على التوازن الذي يدعم الحياة على كوكبنا.
آن خانغ (بحسب موقع ساينس تك ديلي )
رابط المصدر
