연구자들은 지구 대기의 무게가 약 5.15 x 10^18 kg으로, 기자의 대피라미드보다 거의 10억 배 더 무겁다고 추정합니다.
지구 대기는 온도와 밀도가 서로 다른 여러 층으로 구성되어 있습니다. 사진: 워드프레스
대기의 무게를 살펴보기 전에 대기압이라는 개념을 이해해야 합니다. 해수면에서 대기는 약 101,325파스칼의 압력을 가합니다. Sci Tech Daily 에 따르면, 이 압력은 중력으로 인해 기체 분자의 무게가 아래로 누르는 결과입니다. 지구 표면 전체의 대기압을 기준으로 과학자들은 대기의 총 무게가 5.15 x 10^18 kg으로 추정하는데, 이는 이집트 기자의 대피라미드보다 거의 10억 배 더 무겁습니다. 지구 대기의 무게는 지구 표면 전체를 덮고 있는 10미터 깊이의 거대한 바다의 무게와 같습니다.
지구 대기는 균일하지 않고 온도 변화에 따라 여러 층으로 나뉩니다. 이러한 층에는 대류권, 성층권, 중간권, 열권, 그리고 외기권이 포함됩니다. 각 층은 밀도와 구성이 다릅니다. 가장 밀도가 높은 층은 지표면에 가장 가까운 대류권입니다. 대기의 약 78%는 질소, 21%는 산소, 나머지 1%는 아르곤, 이산화탄소, 그리고 미량의 기타 기체로 구성되어 있습니다.
대기의 총 질량은 비교적 안정적이지만(주로 수증기량의 변화로 인한 계절적 변동이 매우 작음), 그 분포는 여러 요인으로 인해 달라질 수 있습니다. 첫 번째 요인은 고도입니다. 고도가 높아질수록 대기압이 감소하여 위쪽 공기가 줄어듭니다. 이것이 고지대에서 호흡이 더 어려워지는 이유이기도 합니다.
두 번째 요인은 온도입니다. 따뜻한 날에는 공기가 팽창하고 상승하여 밀도가 낮아집니다. 이러한 공기의 재분배로 인해 지면을 누르는 무게가 줄어들어 지면 근처의 기압이 감소합니다. 반대로 추운 날에는 공기가 수축하고 하강하여 지면 근처의 기압이 증가합니다.
마지막 요인은 습도입니다. 습한 공기는 건조한 공기보다 밀도가 낮습니다. 이는 물 분자가 공기 분자만큼 무겁지 않기 때문입니다. 습도가 증가함에 따라 대기 질량 분포에 영향을 미칠 수 있지만, 그 영향은 기온만큼 크지는 않습니다.
이러한 요소들을 이해함으로써 우리는 대기의 역동적인 특성과 다양한 고도와 조건에서 대기의 무게가 어떻게 분포되는지 이해할 수 있습니다. 대기의 무게는 지구 생명체 유지에 필수적인 역할을 합니다. 인간이 공기를 호흡할 수 있게 하고, 유해한 태양 복사로부터 인류를 보호하며, 지구의 온도를 조절합니다. 대기의 무게와 압력이 없다면 물은 우주로 증발하여 생명체가 존재할 수 없습니다. 따라서 지구 대기의 무게는 지구 생명체 유지를 위한 균형을 보여주는 증거입니다.
안캉 ( Sci Tech Daily 에 따르면)
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