Jak je možné, že všechen vzduch kolem Země nezmizí okamžitě do vesmíru? Uniká totiž více, než si myslíme

Jak tento vzduch vůbec drží na místě? Atmosféru kolem celé planety přece vidíme jako něco velmi lehkého a nehmotného. Vlastně ji za běžných okolností skoro vůbec nevnímáme, přesto nijak nemizí do vesmíru. Na Zemi ji totiž drží stejná síla, jaká tu udržuje cokoli dalšího – gravitace. „Země je velká a těžká,“ říká Bjørn H. Samset, fyzik a badatel z Cicero centra pro mezinárodní klimatický výzkum v Oslu.

Země si atmosféru zkrátka drží

„Tyto plyny nemohou uniknout, dokud existuje planeta, která je drží na místě.“ Země vznikla z celého spektra rozdílných prvků, k čemuž došlo před asi 4 miliardami let. Během tohoto procesu se nejtěžší molekuly usadily uvnitř a nejlehčí na povrchu. Všechno přitom drží pohromadě opět díky gravitaci. Nejlehčí molekuly tvoří něco jako tenký závoj nebo tenkou vrstvu kapaliny, která existuje kolem celé zeměkoule.

iZdroj fotografie: Pxhere

Samset poukazuje také na to, že pokud by v atmosféře neexistovalo mísení, následoval by tam zcela totožný proces. Tedy těžké prvky by byly dole a lehké nahoře. Realita je ovšem jiná, slunce dodalo obrovské množství energie, tudíž se toho v atmosféře děje docela dost, a troška vzduchu uniká do vesmíru. Podle Evropské vesmírné agentury zmizí každý den dokonce 90 tun atmosféry.

Vzduch, který nikam neutíká

Zní to jako slušné množství, jde však jen o velmi malou část. „Asi by to trvalo déle než 150 miliard let, aby tímto způsobem zmizela všechna atmosféra,“ uklidňuje Samset. Samotné mizení kyslíku je trochu komplikovanější otázka. V první řadě jde o to, co je vlastně vzduch? Sestává z mnoha různých plynů, ovšem asi z 80 % je tvořen dusíkem. Životně důležitý kyslík tvoří jen 20 % toho, co dýcháme.

iZdroj fotografie: Pxhere

Toto je ovšem moment, kde naše intuice začne pokulhávat. Například skály vnímáme jako něco těžkého a zcela hmatatelného, ale vzduch je pro nás od základu odlišný. Už staří filosofové přišli v různých částech světa se čtyřmi odlišnými prvky – zemí, ohněm, vzduchem a vodou. Podle nich měl každý rozdílné vlastnosti, a tedy se i jinak choval. Jenže svět takto úplně nefunguje, z prvků se skládá všechno a mají svou váhu i objem.

Vzduch je stejný jako skála

„Neexistuje reálně žádný rozdíl mezi molekulou skály a dusíku,“ říká Samset. „Nebo, jak by to formuloval Yoda, ten rozdíl je jen v naší hlavě.“ Pro únik dusíku ze Země je potřeba nějaká energie. Aby skála a dusík vystoupaly vysoko nad Zem a překonaly její gravitaci, vyžaduje to sílu. Když vysíláme do vesmíru raketu, používáme pohon, který gravitaci překoná.

iZdroj fotografie: Pxhere

Prvky jako helium nebo vodík jsou lehčí než vzduch. Stoupají sice skrze atmosféru, ale neunikají do vesmíru. Energie slunečního světla atmosféru zahřívá, a tak se molekuly plynů mohou pohybovat ještě dál. Totéž může působit i na hmotu. Molekuly uvnitř plynu se sráží i navzájem, což může někdy vyústit v tak silný úder, že to molekulu úplně vyrazí. Jakmile získají dostatečnou rychlost, uniknou i gravitačnímu poli Země.

Proč tedy mizí kyslík z atmosféry?

Atom kyslíku je mnohokrát těžší než atom helia. Existují však prameny kyslíku, helia a vodíku, které mizí nad magnetickými póly Země. Více o nich odhalily průzkumné rakety. Tyto proudy jsou téměř jako spojené chocholy, jež vyčnívají nad oběma lokalitami planety. V těchto místech jsou molekuly tak těžké, že jejich únik vyžaduje opravdu hodně energie. Není jisté, odkud se všechna bere, lze ji však připsat slunečním větrům a bouřím.

iZdroj fotografie: Pxhere

Nabité částice atmosféru velmi výrazně ohřívají, a to až do 10 000 stupňů Celsia. Spíše mají ale na svědomí elektrické propojení mezi magnetismem Země a solárními větry, jež toto pole zasahují. Zahřáté částice následují magnetické linie a nad pólem jsou vystřeleny dál. Samotné pole Země tu vlastně slouží jako skokanský můstek, který vytváří dostatečnou sílu, aby i opravdu těžká částice plynu mohla uniknout gravitaci.

Jak jste zněli, pokud jste se někdy nadechli helia?

Zdroj: ScienceNorway