Какова толщина атмосферы?

Помню, мне было где-то 7-8 лет, когда крёстная привезла мне географический атлас для шестого класса. По нему ещё её дочка училась. И, пусть он был старенький и потрепанный, но оттуда я почерпнула много полезной информации. Там и страницы о строении Земли были, и об истории нашей планеты, и о строении того, что окружает её

Что такое атмосфера и какова её роль для Земли

Атмосфера представляет собой, своего рода, защитную оболочку Земли, которая удерживается около планеты гравитацией самого небесного тела. Благодаря ей, солнечные лучи не сжигают наш дом дотла, а приносят пользу для всего живого. Если бы такой оболочки не было, жить на планете было бы невозможно.

Из чего состоит газообразная оболочка планеты

Важнейшая составляющая атмосферы – кислород, которым дышат все живые организмы на планете. Но это далеко не основная её часть, ведь О2 не больше 20%. Остальные составляющие:

• азот (его больше всего – около 77%);
• водяной пар (около 1%, хотя его количество постоянно меняется);
• аргон (примерно 0,9%);
• углекислый газ (около 0,4%);
• другие газы в небольшом количестве.

  

Толщина атмосферы Земли

Границу между атмосферой и космическим пространством решили проводить по линии Кармана (100 км над уровнем моря). Это расстояние и принято считать её толщиной. Но в более разреженном состоянии она тянется ещё выше на сотни км. И хотя основной границей атмосферы считается как раз линия Кармана, в разных книгах можно найти и другие сведения о верхней границе (вплоть до высоты в 2-3 тысячи км, где она окончательно переходит в межпланетное пространство).

Слоевое строение

Оболочка неоднородна по своему строению и состоит из 5 разных слоёв:

• тропосфера (расстояние 8-18 км от земной поверхности, в зависимости от широты);
• стратосфера (высота 11-50 км от Земли);
• мезосфера (слой начинается на уровне 50 км и тянется на высоту 80-90 километров);
• термосфера (верхняя граница – около 0,8 тыс. км);
• экзосфера (окончательно рассеивается на высоте 2-3 тысячи км).

  

Сложно переоценить важность атмосферы, поэтому беречь её нужно, как зеницу ока.

Каким-то неведомым чудом на Земле сошлись все необходимые компоненты для зарождения жизни: присутствие воды, суточное вращение, плодородные земли на суше и, конечно же, атмосфера. Есть у меня хобби, связанное с воздушной оболочкой планеты - это изучение истории эволюции Земли от астероида до современной формы. Увлечение научными материалами по данной тематике пролило мне свет на происхождение атмосферы и её значение.

Каких высот достигает атмосфера

Толщина атмосферы составляет больше 1000 км. 90% атмосферы - это очень разреженная газовая среда, которая не может остановить даже мелкие метеориты, но эта воздушная масса подчинена земному притяжению и вращается вместе с планетой вокруг Солнца.

В структуре атмосферы принято выделять такие слои:

• тропосферу - слой, расположенный прямо у земной поверхности. У него самый разнообразный газовый состав и высокая плотность за счет масс водяного пара. Слой тропосферы достигает высоты 16 км;
• стратосферу. Достигает высоты 60 км. В этом слое находится озон, который спасает Землю от чрезмерного облучения солнечной радиацией;
• мезосфера. Здесь воздух становится очень разреженным, а температура падает до отметки в -90 градусов;
• термосфера. Располагается на высоте 80-1000 км. В этой среде температура стремительно поднимается до 1500 градусов. Стремительный рост температуры обусловлен тем, что газы в термосфере распадаются на атомы под воздействием агрессивных солнечных лучей.

Еще упоминают экзосферу, как последнюю из воздушных оболочек Земли. Эта среда напоминает, своего рода, буферную зону, из которой незначительные количества газов рассеиваются в космос.

Где сгорают метеориты

Я уже упоминал о 1500 градусов в термосфере, но вся прелесть природы в том, что она здорово умеет удивлять. В термосфере жарко, но очень низкое сопротивление, поскольку воздух сильно разрежен. Выходит, что метеорит пролетает через термосферу таким же невредимым, как молодежь перепрыгивает костер в Иванов день.

Сгорает космический мусор зачастую в холодной мезосфере, плотность которой значительно выше термосферы.

Однажды мои друзья пригласили меня необычно провести выходной. Мы отправились полетать на воздушном шаре. Во время путешествия я спросил у пилота, насколько высоко можно взлететь. Он ответил, что этот вид транспорта редко летает выше пары километров. Но более упрощенные версии шаров, используемые для запусков научных зондов, аэростаты, могут подниматься, пока есть атмосфера. Тогда я впервые и задумался о том, на какой высоте заканчивается воздух.

Высота воздушной оболочки

По мнению Международной авиационной федерации, граница атмосферы находится на высоте в 100 километров, ведь выше уже не могут производиться авиационные полёты. Но шаттлы NASA переходили на управление крыльями чуть выше, на высоте в 122 километра.

Но есть и иное определение, по которому, атмосферой считают область газа, вращающуюся вместе с поверхностью планеты. А её высота поднимается до 1 000 или даже 10 000 километров.

Однако, МКС кружит на высоте всего в 400 километров, то есть, по последнему определению, в атмосфере, хотя это давно известно, на такой высоте нет никакого воздуха.

На самом деле, в пределах 100–10 000 километров витают лишь редкие молекулы земной атмосферы. Они никак не могут помешать полетам космических аппаратов.

Слои атмосферы и как их определяют

Теперь стоит рассмотреть то, почему и как земную атмосферу делят на слои:

• тропосфера — тут температура убывает с ростом высоты до –56 градусов по Цельсию (до 10 километров);
• стратосфера — тут температура растет с ростом высоты до 0 градусов (11–50 километров);
• мезосфера — до 100 километров, здесь температура вновь понижается;
• термосфера — небольшой слой раскалённых слоёв атмосферы;
• экзосфера — холодная, переходящая в космос.

В завершение хочется сказать, что нормально дышать люди могут лишь до высоты в 5–6 километров, а некоторые и того меньше. И таким образом, можно назвать три чётких границы нашей воздушной оболочки:

• где можно дышать (до 6 км);
• где могут осуществляться полёты (100 км);
• где пропадают последние следы молекул воздуха (примерно 10 000 км).