Image of Earth’s สล็อตแตกง่าย atmosphere and space ชั้นบรรยากาศของโลกมีชั้นที่มีลักษณะแตกต่างกัน (เครดิตภาพ: สตูดิโอ023 ผ่าน Getty Images)
เมื่อนักปีนเขาปีนเขาเอเวอเรสต์พวกเขามักจะพกถังออกซิเจนอุปกรณ์ที่ช่วยให้พวกเขาหายใจได้อย่างอิสระที่ระดับความสูง นี่เป็นสิ่งจําเป็นเพราะยิ่งคุณเข้าใกล้ขอบของชั้นบรรยากาศของโลกมากเท่าไหร่
ออกซิเจนก็จะยิ่งน้อยลงเมื่อเทียบกับปริมาณที่อุดมสมบูรณ์ที่พบในระดับน้ําทะเล
นี่เป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของตัวแปรบรรยากาศของโลกและแสดงการแต่งหน้าธาตุของชั้นของมันจากโทรโพสเฟียร์ใกล้ระดับน้ําทะเลไปจนถึง exosphere ในภูมิภาครอบนอกสุด เมื่อแต่ละชั้นสิ้นสุดและเริ่มต้นถูกกําหนดโดยลักษณะสําคัญสี่ประการตามกรมอุตุนิยมวิทยา: การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิองค์ประกอบทางเคมีความหนาแน่นและการเคลื่อนที่ของก๊าซภายใน ดังนั้นในใจนี้ชั้นบรรยากาศของโลกจะสิ้นสุดลงที่ไหน? และพื้นที่เริ่มต้นที่ไหน?แต่ละชั้นของชั้นบรรยากาศมีบทบาทในการสร้างความมั่นใจว่าโลกของเราสามารถเป็นเจ้าภาพทุกรูปแบบของชีวิตทําทุกอย่างตั้งแต่การปิดกั้นรังสีคอสมิกที่ก่อให้เกิดมะเร็งเพื่อสร้างความดันที่จําเป็นในการผลิตน้ําตามนาซา”เมื่อคุณอยู่ไกลจากโลกท้องฟ้าจะหนาแน่นน้อยลง” Katrina Bossert นักฟิสิกส์อวกาศของมหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนากล่าวกับ Live Science ในอีเมล “องค์ประกอบยังเปลี่ยนแปลงและอะตอมและโมเลกุลที่เบากว่าเริ่มครอบงําในขณะที่โมเลกุลหนักยังคงอยู่ใกล้กับพื้นผิวโลก”
เมื่อคุณเลื่อนขึ้นในชั้นบรรยากาศความดันหรือน้ําหนักของชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือคุณจะลดลงอย่างรวดเร็ว แม้ว่าเครื่องบินพาณิชย์จะมีห้องโดยสารที่มีแรงดัน แต่การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของระดับความสูงอาจส่งผลกระทบต่อท่อ eustachian ที่บางเฉียบที่เชื่อมต่อหูกับจมูกและลําคอ “นี่คือเหตุผลที่หูของคุณอาจโผล่ออกมาในระหว่างการบินขึ้นในเครื่องบิน”แมทธิว Igel, ศาสตราจารย์เสริมของวิทยาศาสตร์บรรยากาศที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย, เดวิสในที่สุดอากาศก็บางเกินไปสําหรับเครื่องบินธรรมดาที่จะบินได้เลยด้วยยานดังกล่าวไม่สามารถสร้างลิฟต์ได้เพียงพอ นี่คือพื้นที่ที่นักวิทยาศาสตร์ได้ประกาศกําหนดจุดสิ้นสุดของชั้นบรรยากาศของเรา และการเริ่มต้นของอวกาศ มันเป็นที่รู้จักกันในชื่อสาย Kármán ตั้งชื่อตาม Theodore von Kármán นักฟิสิกส์ชาวฮังการีชาวอเมริกันซึ่งในปี 1957 กลายเป็นคนแรกที่พยายามกําหนดขอบเขตระหว่างโลกและนอกโลกตาม EarthSky
เส้นนี้เนื่องจากเป็นเครื่องหมายขอบเขตระหว่างโลกและอวกาศไม่เพียง แต่แสดงถึงขีด จํากัด ของเครื่องบินเท่านั้น แต่ยังมีความสําคัญสําหรับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรเมื่อหาวิธีทําให้ยานอวกาศและดาวเทียมโคจรรอบโลกประสบความสําเร็จ “เส้น Kármán เป็นพื้นที่โดยประมาณที่แสดงถึงระดับความสูงเหนือดาวเทียมจะสามารถโคจรรอบโลกได้โดยไม่ต้องลุกไหม้หรือหลุดออกจากวงโคจรก่อนที่จะวนรอบโลกอย่างน้อยหนึ่งครั้ง” Bossert กล่าว ”โดยทั่วไปจะนิยามว่าอยู่เหนือโลก 100 กิโลเมตร” “มันเป็นไปได้สําหรับบางสิ่งบางอย่างที่จะโคจรรอบโลกที่ระดับความสูงต่ํากว่าเส้น Kármán, แต่มันจะต้องมีความเร็ววงโคจรสูงมาก, ซึ่งจะยากที่จะรักษาเนื่องจากแรงเสียดทาน. แต่ไม่มีอะไรห้ามได้
”ในนั้นคือความรู้สึกที่ควรจะมีสําหรับสาย Kármán: มันเป็นเกณฑ์จินตนาการ
แต่ใช้งานได้จริงระหว่างการเดินทางทางอากาศและการเดินทางในอวกาศ” ปัจจัยต่าง ๆ เช่นขนาดและรูปร่างของดาวเทียมมีส่วนในการกําหนดความต้านทานอากาศที่จะประสบและดังนั้นความสามารถในการโคจรรอบโลกได้สําเร็จตาม Bossert โดยทั่วไปดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรโลกต่ํา – การจําแนกประเภทที่มีแนวโน้มที่จะมอบให้กับดาวเทียมที่ระดับความสูงน้อยกว่า 621 ไมล์ (1,000 กม.) แต่บางครั้งก็ต่ําถึง 99 ไมล์ (160 กม.) เหนือโลกตามองค์การอวกาศยุโรป – จะหลุดออกจากวงโคจรหลังจากไม่กี่ปี Bossert กล่าวว่าเนื่องจาก “ลากจากชั้นบรรยากาศด้านบนของโลกค่อยๆชะลอความเร็วของวงโคจร”
ภาพประกอบของชั้นบรรยากาศของโลก (เครดิตภาพ: ttsz ผ่าน Getty รูปภาพ)
อย่างไรก็ตาม นั่นไม่ได้หมายความว่าชั้นบรรยากาศของโลก จะตรวจไม่พบเกิน 621 ไมล์
”บรรยากาศไม่ได้หายไปเมื่อคุณเข้าไปในภูมิภาคที่ดาวเทียมโคจรรอบตัว” บอสเซิร์ตกล่าว “มันอยู่ห่างออกไปหลายพันกิโลเมตรก่อนที่หลักฐานของชั้นบรรยากาศของโลกจะหายไป อะตอมชั้นนอกจากชั้นบรรยากาศของโลกอะตอมไฮโดรเจนที่ประกอบกันเป็น geocorona [ภูมิภาคนอกสุดของชั้นบรรยากาศ] สามารถขยายออกไปนอกดวงจันทร์ได้”
ความลึกลับที่เกี่ยวข้อง
-เราส่งข้อความอะไรถึงเอเลี่ยน?
-จักรวาลใหญ่แค่ไหน?
-อะไรคือวัตถุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในจักรวาล?
ดังนั้นถ้ามีคนไปถึงสาย Kármán พวกเขาจะสังเกตเห็นอะไร? พวกเขาจะรู้หรือไม่ว่าพวกเขาเป็นหลัก, stradding ขอบเขตระหว่างโลกและอวกาศ? ก็ไม่เชิง “ไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลงจริงๆ” บอสเซิร์ตกล่าว
อิเกลเห็นด้วย “เส้นไม่ได้เป็นทางกายภาพต่อ se และดังนั้นหนึ่งจะไม่สังเกตเห็นการข้ามมันและไม่ได้มีความหนาใด ๆ “เขากล่าวสิ่งที่เกี่ยวกับความสามารถในการอยู่รอดแม้ในช่วงเวลาสั้น ๆ ที่สาย Kármán? แล้วถ้าคุณถูกทิ้งที่นั่นโดยไม่มีชุดอวกาศตามความต้องการ หรือถังออกซิเจนสไตล์ปีนเขาล่ะ? ถ้าคุณไปถึงมันคุณจะหายใจที่ระดับความสูงเช่นนี้ได้หรือไม่? และนกจะถึงจุดสูงสุดเช่นนี้ได้หรือไม่?”โดยหลักการแล้วการบินยังคงเป็นไปได้จนถึงสาย Kármán” Igel กล่าว “อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติสัตว์ไม่สามารถอยู่รอดได้ที่ระดับความสูงเหนือ ‘ขีด จํากัด ของอาร์มสตรอง’ ซึ่งอยู่เหนือพื้นผิวประมาณ 20 กม. [12 ไมล์] ซึ่งแรงกดดันต่ํามากจนของเหลวในปอดเดือด”
ตีพิมพ์ครั้งแรกในวิทยาศาสตร์สด สล็อตแตกง่าย
