Vì sao con người không bị nghiền nát dưới sức nặng khổng lồ của bầu khí quyển Trái đất?

Bầu khí quyển là lớp không khí bao bọc Trái đất, kéo dài hàng chục dặm từ bề mặt lên tới không gian. Ranh giới giữa bầu khí quyển và không gian, được gọi là đường Kármán, nằm ở độ cao khoảng 62 dặm (100 km). Tuy nhiên, theo giáo sư Anthony Broccoli, chuyên gia khoa học khí quyển tại Đại học Rutgers, 99,9% khối lượng bầu khí quyển tập trung ở độ cao dưới 30 dặm (48 km).

Trung bình, một cột không khí có đường kính 1 foot (khoảng 0,3 m) cũng có khối lượng lên tới 754 kg (1.663 pound). Tuy nhiên, chúng ta vẫn đứng vững dưới sức nặng này bởi áp suất không khí được phân bổ đều khắp cơ thể.

Ảnh minh họa.

Không giống như một lực ép đơn thuần từ trên xuống, áp suất không khí tác động từ mọi phía. Không khí bao quanh cơ thể tạo nên một lực đồng đều, duy trì trạng thái cân bằng. Giáo sư Broccoli cho biết, áp suất không khí trung bình lên cơ thể người là khoảng 14,7 pound (6,6 kg) trên mỗi inch vuông, tương đương với khoảng 1 kg trên mỗi cm² – bằng trọng lượng của một quả bóng bowling lớn đặt trên một inch vuông da người.

Theo giáo sư Michael Wood, chuyên gia khoa học định lượng tại Đại học Canisius, cơ thể con người đã tiến hóa qua hàng triệu năm để chịu được áp suất này. Một yếu tố then chốt là bên trong cơ thể cũng có áp suất khí, tạo ra lực đẩy cân bằng với áp suất bên ngoài, giúp chúng ta không bị đè bẹp.

Khi trạng thái cân bằng bị phá vỡ, cơ thể sẽ cảm nhận rõ rệt hơn áp suất của không khí. Ví dụ, nếu một vòi hút chân không được đặt sát lên da và hút hết không khí xung quanh, bạn sẽ cảm thấy toàn bộ trọng lượng của cột không khí đè lên vùng đó – một minh chứng cho sức mạnh thực sự của áp suất khí quyển.

Áp suất không khí cũng thay đổi theo độ cao. Khi lên cao, không khí loãng dần, áp suất giảm theo. Đây là lý do khiến nhiều người cảm thấy "nổ tai" khi máy bay cất hoặc hạ cánh, do áp suất bên trong cơ thể cần thời gian để điều chỉnh phù hợp với áp suất bên ngoài.

Trái ngược với Trái đất, trong môi trường không gian, áp suất gần như bằng không. Khi không còn áp suất bên ngoài giữ lại, áp suất trong cơ thể con người sẽ khiến các mô phồng lên như một quả bóng bay cho đến khi áp lực được giải phóng. Đây chính là lý do các phi hành gia phải mặc bộ đồ không gian chuyên dụng để duy trì áp suất ổn định xung quanh cơ thể.

“Áp suất không khí là một yếu tố sống còn đối với sự sống trên Trái Đất. Nhưng chính nó cũng khiến cho việc tồn tại ngoài không gian mà không có thiết bị hỗ trợ trở nên bất khả thi,” giáo sư Wood khẳng định.