چرا ما زیر فشار اتمسفر سنگین زمین له نمی‌شویم؟

هوا کیلومترها اطراف زمین را پوشانده است. خطی فرضی به نام کارمان که در ارتفاع تقریباً ۱۰۰ کیلومتر قرار دارد، مرز بین جو زمین و فضای بیرونی تعیین شده است. بااین‌حال، طبق گفته آنتونی بروکلی، استاد علوم جوی در دانشگاه راتگرز، حدود ۹۹/۹ درصد از جرم جو در ارتفاع کمتر از ۴۸ کیلومتری زمین قرار دارد.

هوا سبک‌تر از بدن ما است؛ اما حجم عظیم هوای اطراف زمین درمجموع وزن بسیار زیادی دارد. کل جرم جو زمین بالغ بر ۵۱ میلیارد میلیارد کیلوگرم برآورد می‌شود. بروکلی به لایوساینس می‌گوید: «جرم یک ستون استوانه‌ای از جو زمین با قطر ۰/۳ متر نزدیک به ۷۵۴ کیوگرم است.» بنابراین این سوال پیش می‌آید که چرا ما تحت فشار این حجم سنگین از هوا خرد نمی‌شویم؟

پاسخ سوال تا حدی به توزیع فشار مربوط می‌شود. هوا در اطراف بدن ما جریان دارد و در نهایت، فشار هوا به‌طور یکنواخت به تمام قسمت‌های بدن وارد می‌شود و تنها یک نیروی رو به پایین نیست.

بااین‌حال، فشار جو بر بدن ما بی‌اهمیت نیست. بروکلی اشاره می‌کند که این فشار تقریباً یک کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است؛ یعنی تقریباً به اندازه‌ی وزن یک توپ بولینگ بزرگ در هر ۶٫۵ سانتی‌متر مربع از بدن.

مایکل وود، مدیر واحد علوم کمی در دانشگاه کانیسیوس در بوفالو نیویورک، توضیح می‌دهد: «ما توسط فشار هوا له نمی‌شویم؛ زیرا بدن ما در طول زمان تکامل یافته است تا این فشار را تحمل کند.» بروکلی نیز افزود: «هوای داخل بدن ما تقریباً همان فشاری را که از بیرون به ما وارد می‌شود، به سمت خارج اعمال می‌کند؛ در نتیجه نیروهای فشاری در تعادل هستند.»

این تعادل نیروها فقط زمانی اتفاق می‌افتد که هوا بتواند به تمام طرف‌های بدن شما برسد. کریستوفر بیرد، دانشیار فیزیک در دانشگاه تگزاس غربی ای‌اندام، در پستی وبلاگی توضیح می‌دهد که اگر نازل جاروبرقی را روی دست خود بگذارید و تمام هوای اطراف آن را مکش کنید، نیرویی که روی دستتان احساس می‌کنید در واقع همان فشار هوایی است که از بیرون به سمت نازل جاروبرقی وارد می‌شود.

هرچه بالاتر بروید، هوا رقیق‌تر می‌شود و در نتیجه، فشار جوی نیز کاهش می‌یابد. وود توضیح می‌دهد که به همین دلیل وقتی در هواپیما هستید و هواپیما بالا یا پایین می‌رود، ممکن است صدای «تق» را در گوش‌هایتان احساس کنند. علت وقوع چنین اتفاقی این است که مدتی طول می‌کشد تا فشار داخلی بدن با فشار بیرونی تطبیق پیدا کند و این صدای تق زمانی رخ می‌دهد که فشار هوای دو طرف پرده گوش سرانجام برابر می‌شود.

وود گفت: «این فشار داخلی بدن یکی از دلایلی است که ما بدون لباس فضانوردی نمی‌توانیم در فضا زنده بمانیم.» او توضیح داد که فشار در فضا تقریباً صفر است. بدون فشار هوا که از بیرون بر بدن انسان وارد شود، فشار داخلی بدن باعث می‌شود که بدن مانند یک بادکنک متورم شود تا زمانی که فشار آزاد شود.