كتلته 5.1 تريليون كيلوغرام.. لماذا لا يسحقنا الغلاف الجوي للأرض؟

يمتد الغلاف الجوي للأرض لعدة أميال حول الكوكب، حيث يبلغ الحد الفاصل بين الغلاف الجوي والفضاء الخارجي، والمعروف بخط كارمان، حوالي 62 ميلًا (100 كيلومتر) فوق سطح الأرض. ومع ذلك، فإن حوالي 99.9% من كتلة الغلاف الجوي للأرض توجد في طبقات أقل من ارتفاع 30 ميلاً (48 كيلومترًا)، وفقًا لأنطوني بروكولي، أستاذ علوم الغلاف الجوي في جامعة روتجرز الأمريكية.

يقول بروكولي: “الهواء أخف من أجسامنا، لكن جميع هذه الأميال من الهواء في الغلاف الجوي تشكل وزنًا هائلًا. إجمالي كتلة الغلاف الجوي للأرض هو 5.1 ترليون كيلوغرام، أو 11.24 مليار مليار باوند”، وفق ما ينقله عنه موقع “لايف ساينس”.

ولكن، لماذا إذن لا نتعرض للسحق بسبب الغلاف الجوي للأرض؟

توزيع الضغط يحمينا

يرجع السبب جزئيًا إلى توزيع الضغط. فالهواء يتدفق حول أجسامنا. وفي النهاية، يتم تطبيق الضغط الناتج عن الهواء “بشكل موحد على جميع أجزاء الجسم، ولا يقتصر على قوة من الأسفل فقط”، كما يقول بروكولي.

ومع ذلك، فإن الضغط الذي يطبقه الغلاف الجوي بشكل موحد على أجسامنا ليس أمرًا هينًا. فهو يعادل تقريبًا 14.7 باوند، وهو ما يعادل وزن كرة بولينغ كبيرة، لكل بوصة مربعة (أي حوالي 1 كيلوغرام لكل سنتيمتر مربع)، وفقًا لما ذكره بروكولي.

نحن لا نتعرض للسحق بسبب ضغط الهواء لأن “أجسامنا تطورت على مر الزمن لتحمل هذا الضغط”، كما يقول مايكل وود، رئيس وأستاذ العلوم الكمية في جامعة كانيسيوس في بوفالو، نيويورك.

ويضيف بروكولي أن “الهواء داخل أجسامنا يكون تحت نفس الضغط الذي يدفع إلى الخارج، مما يجعل القوى المتوازنة”.

تجربة فوهة المكنسة

توازن القوى هذا يحدث فقط إذا تمكن الهواء من الوصول إلى جميع جوانب الجسم.

إذا ضغطت فوهة مكنسة كهربائية ضد يدك وجعلتها تمتص الهواء الذي كان يضغط على بشرتك، فإن القوة التي تشعر بها يدك هي وزن الهواء الذي كان يضغط على خرطوم المكنسة، كما يوضح كريستوفر بيرد، أستاذ مساعد في الفيزياء بجامعة تكساس الغربية في تدوينة له.

فرقعة الأذن

يصبح الهواء أخف كلما ارتفعنا عن مستوى سطح الأرض، وبالتالي يقل الضغط الجوي مع الارتفاع أيضًا، كما يقول وود. وهذا هو السبب في شعور آذاننا بـ “فرقعة” أثناء صعود وهبوط الطائرات.

قد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن يتساوى الضغط الداخلي في الجسم مع الضغط الخارجي، والشعور بالفرقعة يحدث عندما يتوازن الضغط على جانبي طبلة الأذن، وفقًا للأكاديمية الأمريكية لطب الأذن والأنف والحنجرة.

ويقول وود أيضًا: “هذا الضغط الداخلي من أجسامنا هو أحد الأسباب التي تجعلنا لا نستطيع السفر إلى الفضاء الخارجي دون بدلة فضاء. الضغط في الفضاء يكاد يكون صفرًا. وبدون الضغط الجوي الذي يدفع نحو الجسم البشري، سيؤدي الضغط الداخلي داخل الجسم إلى انتفاخ الجسم مثل البالون حتى يتم تحرير الضغط”.