معجزة الأرض.. طبقة الغلاف الجوي أين تبدأ وأين تنتهي؟

تتمتع الكرة الأرضية بمعجزات فزيائية تمكنها من الصمود في الكون الفسيح فسرها العلماء في العصر الحديث ولعل من أهمها طبقة الغلاف الجوي.

معجزة الأرض 

ويحدد العلماء النقطة التي تبدأ منها كل طبقة من طبقات الغلاف الجوي، وأين تنتهي، من خلال 4 سمات رئيسية، هي: تغير درجة الحرارة، والتركيب الكيميائي، والكثافة، وحركة الغازات داخلها.

ومع وضع هذه السمات في الاعتبار يطرح العلماء السؤال: أين ينتهي الغلاف الجوي للأرض بالفعل؟ وأين يبدأ الفضاء؟ ووفقًا لوكالة «ناسا»، تلعب كل طبقة من طبقات الغلاف الجوي دورًا في ضمان قدرة كوكب الأرض على استضافة جميع أنماط الحياة، عبر توفير الشروط اللازمة لذلك، بدءًا من حجب الإشعاع الكوني المسبب للسرطان وحتى تولد الضغط المطلوب لإنتاج الماء.

وقالت كاترينا بوسرت عالمة فيزياء الفضاء في جامعة ولاية أريزونا: «كلما ابتعدت عن سطح الأرض، يصبح الغلاف الجوي أقل كثافة، ويتغير التركيب أيضًا، وتبدأ الذرات والجزيئات الأخف بالهيمنة، بينما تظل الجزيئات الثقيلة أقرب إلى سطح الأرض».

وحدد العلماء المنطقة التي يصبح الهواء فيها رقيقًا جدًا بحيث لا تستطيع الطائرات التقليدية الطيران على الإطلاق، مع عدم قدرة هذه المركبة على توليد قوة رفع كافية، نهاية غلافنا الجوي وبداية الفضاء، ويُعرف باسم «خط كارمان»، الذي سمي على اسم تيودور فون كارمان، الفيزيائي الأمريكي المجري الذي أصبح، في عام 1957 أول شخص يحاول وضع الحدود بين الأرض والفضاء الخارجي.

وقالت بوسيرت: «خط كارمان منطقة تقريبية، تشير إلى الارتفاع الذي ستتمكن الأقمار الصناعية فوقه من الدوران حول الأرض من دون الاحتراق أو السقوط من المدار قبل الدوران حول الأرض مرة واحدة على الأقل، ويتم تعريفها عادة على أنها 100 كيلومتر فوق الأرض، ومن الممكن لشيء ما أن يدور حول الأرض على ارتفاعات أقل من خط كارمان، لكن ذلك يتطلب سرعة مدارية عالية للغاية، والتي سيكون من الصعب الحفاظ عليها بسبب الاحتكاك، لكن لا شيء يمنع ذلك».

عنكبوت الجرم السماوي يطور طريقة للتزاوج والنجاة من الموت | فيديو

الغلاف الجوي 

وقالت بوسيرت: «الغلاف الجوي لا يختفي بمجرد دخولك المنطقة التي تدور فيها الأقمار الصناعية، إنه على بعد آلاف وآلاف الكيلومترات قبل زوال الدليل على الغلاف الجوي للأرض، ويمكن أن تمتد الذرات الخارجية جدًا من الغلاف الجوي للأرض، وذرات الهيدروجين التي تشكل الكرونة الأرضية، «المنطقة الخارجية من الغلاف الجوي» إلى ما وراء القمر».

وبحسب العلماء فإن خط كارمن ليس ماديًا في حد ذاته، ولذا لن يلاحظ المرء عبوره، وليس له أي سُمك، ومن حيث المبدأ، لا يزال الطيران ممكنًا حتى خط كارمان، ولكن من الناحية العملية، لا يمكن للحيوانات البقاء على قيد الحياة على ارتفاعات أعلى من «حد أرمسترونج»، وهو ما يقرب من 20 كيلومترًا فوق السطح، حيث تكون الضغوط منخفضة جدا لدرجة أن السائل في الرئتين يغلي.