Ponad 700 kg nad nami. Dlaczego atmosfera nas nie zgniata?
Atmosfera Ziemi to dziesiątki kilometrów gazów nad naszymi głowami, które po zsumowaniu ważą niemało. Dlaczego więc możemy całkiem normalnie funkcjonować i nie czujemy tej siły?
Na co dzień zdrowa osoba z przeciętną kondycją jest w stanie normalnie się poruszać, biegać, a nawet skakać (niekiedy całkiem wysoko). Nie czujemy przy tym specjalnego ucisku, a jedynie przyciągający efekt grawitacji. Jednak działa ona nie tylko na nas, ale także na dziesiątki metrów znajdujących się nad nami gazów.
To, że powietrze ma swoją wagę, można zauważyć, wykonując bardzo proste eksperymenty jak np. powieszenie nienadmuchanego i nadmuchanego balona po obu stronach patyczka, z którego robimy prostą wagę. Wówczas zauważymy, że balon napełniony powietrzem nieco opada. Potwierdzi to również każdy, kto wieszał dziesiątki uwiązanych do jednego sznurka balonów, przystrajając salę szkolną lub weselną. To tylko w bajkach nabierając powietrza w płuca można unieść się do nieba, niczym piórko dmuchnięte przez wiatr.
A ile tego powietrza jest nad naszymi głowami? Teoretyczną granicę pomiędzy atmosferą Ziemi a przestrzenią kosmiczną stanowi linia Kármána znajdująca się ok. 100 km nad naszymi głowami. Ale tak naprawdę 99,9 proc. masy atmosfery naszej planety znajduje się poniżej 50 km. Całkowita masa atmosfery Ziemi wynosi 5,25 10^18kg (5 250 000 000 000 000 000 kg), jeśli natomiast zawęzimy sobie tę objętość do cylindrycznego słupa o średnicy 0,3 m, ta masa wynosi 754 kg. Choć to nieporównywalnie mniej, to i tak aż ciśnie się na usta pytanie, jakim cudem nie wyglądamy jak flądra czy turbot?!
Dlaczego ciśnienie atmosfery nie zgniata człowieka?
Częściowo jest to spowodowane rozłożeniem ciśnienia. W końcu nie jest tak, że ono w 100 proc. naciska na naszą głowę, ale jako płyn opływa całe nasze ciało, wywierając na nie równomierny nacisk. Ale nawet biorąc to pod uwagę, mamy niemały nacisk 1 kg na cm kwadratowy. Drugą istotną kwestią jest to, że w toku ewolucji nasze ciała po prostu przystosowały się tak, aby to ciśnienie wytrzymać. M.in. dlatego wewnątrz naszych tkanek jest zasadniczo takie samo ciśnienie jak na zewnątrz, dzięki czemu te siły się równoważą.
Ale jeśli tylko spróbujemy pozbyć się tego powietrza, np. przykładając do dłoni włączony odkurzacz, czujemy siłę powietrza naciskającego na rurę odkurzacza, która nie pozwala nam tak łatwo zabrać ręki. Te zmiany ciśnienia czujemy również, np. wjeżdżają samochodem na wzniesienie, czy wędrując w górach. Oczywiście mowa o bardzo charakterystycznych zatykaniu uszu. Uczucie po pewnym czasie znika, gdy ciśnienie po obu stronach błony bębenkowej się wyrównuje.
Nasze wewnętrzne ciśnienie jest także powodem, dlaczego udając się w przestrzeń kosmiczną, a dokładnie na spacer kosmiczny, trzeba mieć skafander. Bez tego zabezpieczenia brak ciśnienia wokół nas spowoduje katastrofalny w skutkach nacisk płynów na wnętrze naszego organizmu, sprawiając, że zaczęlibyśmy się pompować niczym balon.
Źródła: LiveScience.com, wtamu.edu (blog Dr. Christophera S. Bairda)
