عندما يصعد هواة تسلق الجبال جبل إيفرست، فإنهم يحملون بشكل روتيني على ظهورهم أسطوانات الأوكسجين، وهي أجهزة تسمح لهم بالتنفس بحرية على ارتفاعات عالية، وهو أمرٌ ضروري لأنه كلما اقتربت من حافة الغلاف الجوي للأرض، قل الأوكسجين المتاح هناك مقارنة بالكميات الوفيرة الموجودة عند مستوى سطح البحر.
أين ينتهي الغلاف الجوي للأرض؟
ووفقاً لما ذكرته مجلة Live Science العلميّة، يتمّ تحديد المكان الذي تنتهي فيه كل طبقة وتبدأ الأخرى من خلال 4 سمات رئيسية وفقاً لخدمة الطقس الوطنية الأمريكية وهي:
- تغير درجة الحرارة.
- تركيبها الكيميائي.
- كثافة الهواء فيها.
- حركة الغازات داخلها.
مع وضع هذه السمات في الاعتبار يمكنك تحديد أين ينتهي الغلاف الجوي للأرض بالفعل وأين يبدأ الفضاء.
كلما ابتعدت عن الأرض يصبح الغلاف الجوي أقل كثافة
وتلعب كل طبقة من طبقات الغلاف الجوي دوراً في ضمان قدرة كوكبنا على استضافة جميع أنماط الحياة، والقيام بكل شيء؛ بدءاً من منع الإشعاع الكوني المسبب للسرطان وحتى خلق الضغط المطلوب لإنتاج الماء، وفقاً لوكالة ناسا.
من جهتها، قالت كاترينا بوسرت، عالمة فيزياء الفضاء في جامعة ولاية أريزونا لـ Live Science: “كلما ابتعدت عن الأرض، يصبح الغلاف الجوي أقل كثافة، كما يتغيّر التركيب أيضاً، وتبدأ الذرات والجزيئات الأخف في الهيمنة، بينما تظل الجزيئات الثقيلة أقرب إلى سطح الأرض، وكلما تحركت في الغلاف الجوي، ضعف الضغط أو وزن الغلاف الجوي فوقك بسرعة”.
خط كارمان هو نهاية الغلاف الجوي وبداية الفضاء
ماثيو إيجل الأستاذ المساعد في علوم الغلاف الجوي بجامعة كاليفورنيا في ديفيس أوضح: “على الرغم من أن الطائرات التجارية تحتوي على كبائن مضغوطة، فإنّ التغيرات السريعة في الارتفاع يمكن أن تؤثر على قناتي إستاكيوس التي تربط الأذن بالأنف والحنجرة في الجسم، وهذا هو السبب في احتمال فرقعة أذنيك أثناء الإقلاع على متن طائرة”.
وأضاف: “في النهاية، يصبح الهواء رقيقاً جداً بحيث لا تستطيع الطائرات التقليدية الطيران على الإطلاق مع عدم قدرة هذه المركبة على توليد قوة رفع كافية، وهذه هي المنطقة التي قرر العلماء أنها تمثل نهاية غلافنا الجوي وبداية الفضاء”.
هذه النقطة تعرف باسم خط كارمان، الذي سمي على اسم تيودور فون كارمان، الفيزيائي الأمريكي المجري الذي أصبح في عام 1957، أول شخص يحاول تحديد الحدود بين الأرض والفضاء الخارجي، وفقًالـ EarthSky.
ما هو ارتفاع خط كارمان وما أهميته للعلماء؟
بعد معرفة أنّ خط كارمان هو الخط الفاصل بين الأرض والفضاء حان الوقت للتعرف على أهميته لدى العلماء، فهو لا يشير فقط إلى المكان الذي باستطاعة الطائرات الوصول إليه وحسب وإنما هو مكان مهم للعلماء والمهندسين لاكتشاف كيفية إبقاء المركبات الفضائية والأقمار الصناعية تدور حول الأرض بنجاح.
لذلك فإن خط كارمان هو منطقة تقريبية تشير إلى الارتفاع الذي ستتمكن الأقمار الصناعية فوقه من الدوران حول الأرض دون الاحتراق أو السقوط من المدار قبل الدوران حول الأرض مرة واحدة على الأقل.
هل يمكن الطيران فعلاً حتى خط كارمان؟
من حيث المبدأ، لا يزال الطيران ممكناً حتى خط كارمان، ولكن من الناحية العملية، لا يمكن للحيوانات البقاء على قيد الحياة على ارتفاعات أعلى من “حد أرمسترونغ”، وهو ما يقرب من 20 كيلومتراً (12 ميلاً) فوق السطح، حيث تكون الضغوط منخفضة جداً لدرجة أن السائل في الرئتين سيغلي.
فيما يتم تعريف خط كارمان بأنه على ارتفاع 100 كم (62 ميلاً) فوق الأرض، وأنه من الممكن أن يدور أي شيء حول الأرض على ارتفاعات أقل من خط كارمان، لكن ذلك يتطلب سرعة مدارية عالية للغاية.
كما أنّ خط كارمان ليس مادياً في حد ذاته، لذا لن يلاحظ المرء عبوره وليس له أي سمك، إنه عتبة خيالية لكنها عملية بين السفر الجوي والسفر في الفضاء.
