Chúng ta quý trọng bầu khí quyển này. Nó giúp chúng ta luôn được ấm áp. Nếu không có nó, trái đất sẽ trở thành một quả cầu băng tuyết không một bóng người với nhiệt độ bình quân là âm 60 độ F. Ngoài ra, bầu khí quyển này có thể hấp thụ hoặc giảm thiểu tác hại của các tia vũ trụ, tia cực tím, và những tác hại tương tự. Nhìn chung, lớp khí đệm của bầu khí quyển có khả năng bảo vệ tương đương lớp bê-tông dày mười lăm foot, và nếu không có nó thì các tác hại từ không gian bên ngoài có thể cắt chúng ta thành nhiều mảnh nhỏ. Ngay cả những hạt mưa cũng có thể khiến chúng ta bất tỉnh nếu không đi qua lớp khí đệm có khả năng giảm thiểu tốc độ rơi của chúng.
Điều nổi bật nhất đối với bầu khí quyển của chúng ta là: nó không có nhiều. Nó trải dài với độ dày khoảng 120 dặm, nếu chúng ta quan sát từ trái đất thì rõ ràng đây là độ dày đáng kể, nhưng nếu bạn giảm kích cỡ của trái đất bằng quả địa cầu để bàn thì nó chỉ có độ dày bằng vài lớp véc–ni.
Khoa học chia bầu khí quyển thành bốn lớp không đồng đều: tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng giữa, và tầng điện ly (ngày nay thường gọi là thượng tầng). Tầng đối lưu là phần gần gũi với chúng ta. Chỉ có nó mới chứa đủ hơi ấm và oxy giúp chúng ta sống và hoạt động hiệu quả, dù rằng khi bạn lên cao thì nó không còn thích hợp với sự sống nữa. Từ mặt đất hướng lên, tầng đối lưu có độ dày khoảng mười dặm tại xích đạo và khoảng sáu đến bảy dặm tại vùng ôn đới.
Bên trên tầng đôi lưu là tầng bình lưu. Khi bạn trông thấy một đám mây bão trải dài với hình chiếc đe, đó là lúc bạn đang trông thấy ranh giới giữa tầng đối lưu và tầng bình lưu. Ranh giới này được gọi là vùng đỉnh của tầng đối lưu và được khám phá năm 1902 bởi một người Pháp khi ông đang ở trên một khinh khí cầu, Léon–Philippe Teisserenc de Bort. Đỉnh tầng đối lưu không cách xa chúng ta lắm, một chiếc thang máy hiện đại của các tòa nhà cao tầng có thể đưa chúng ta đến đó trong vòng hai mươi phút, dù rằng người ra sẽ khuyên bạn không nên tham gia chuyến đi này. Việc gia tăng độ cao đột ngột mà không có thiết bị điều áp ít nhất cũng khiến bạn bị sưng phổi và bị tác hại não bộ. Khi cửa thang máy được mở ra, những người bên trong nhất định sẽ tử vong hoặc trong tình trạng nguy kịch. Dù chúng ta có được trang bị thiết bị điều áp thì đây cũng là một chuyến đi chẳng hề dễ chịu chút nào. Ở độ cao sáu dặm nhiệt độ ở đó có thể lên đến 70 độ F, và bạn sẽ phải cần đến thiết bị cung cấp oxy.
Sau khi bạn rời khỏi tầng đối lưu, nhiệt độ sẽ ấm dần, lên đến 40 độ F, nhờ bởi hiệu ứng hấp thụ của khí ozon (de Bort khám phá khí ozon trong một thử nghiệm táo bạo vào năm 1902). Sau đó nhiệt độ giảm xuống còn âm 130 độ F tại tầng giữa của khí quyển trước khi tăng vọt lên 2.700 độ F hoặc hơn tại thượng tầng khí quyển, tại đây nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm có thể chênh lệch hàng nghìn độ. Nhiệt độ thực ra cũng chỉ là sự đo lường hoạt động của các phân tử. Ở độ cao bằng mực nước biển, các phân tử không khí rất dày đặc nên một phân tử chỉ có thể di chuyển một khoảng cách cực nhỏ
– khoảng ba phần triệu inch – trước khi va đập vào nhau. Vì có hàng nghìn tỷ các phân tử không ngừng va đập vào nhau nên có nhiều nhiệt lượng được phát ra. Nhưng tại độ cao của thượng tầng khí quyển, cách mặt đất hơn năm mươi dặm, không khí loãng đến mức hai phân tử không khí xuất hiện cách nhau hàng dặm và gần như không thể va đập vào nhau. Thế nên mặc dù mỗi phân tử khí ở đây rất ấm, có rất ít sự va đập giữa chúng nên cũng có rất ít nhiệt lượng được phát ra. Đây là tin tốt cho các vệ tinh và các tàu không gian vì nếu nhiệt độ ở đây cao hơn thì mọi thiết bị không gian nhân tạo đều bị nổ tung.
Dù thế, các tàu không gian phải cẩn thận khi ở không gian bên ngoài, đặc biệt là trong chuyến quay về trái đất, chẳng hạn như tàu con thoi Columbia đã cho thấy bi kịch xảy ra vào tháng Hai 2003. Dù không khí ở đây rất loãng, nếu tàu không gian chúi xuống với một góc quá hẹp – hơn sáu độ – hoặc quá nhanh thì nó có thể va đập mạnh vào các phân tử với bản chất dễ cháy này. Ngược lại, nếu tàu không gian bay về trái đất và tiếp xúc với thượng tầng khí quyển với góc quá rộng, nó sẽ bật nảy lên và quay ngược lại không trung, giống như một viên sỏi nảy lên trên mặt nước.

........(Còn tiếp ...)

Vui lòng đọc tiếp đầy đủ trên ứng dụng truyện TYT (iOS, Android).
Trải nghiệm nghe truyện audio, tải truyện đọc offline, đặc biệt hoàn toàn miễn phí.