Ο Ατμοσφαιρικός μας «Ωκεανός»

ΟΤΑΝ στέκεσθε κοντά στην ακρογιαλιά, χωρίς αμφιβολία θαυμάζετε τη δύναμι του ωκεανού, την αδιάκοπη κίνησί του, την απεραντοσύνη και το βάθος του. Μπορεί να διερωτάσθε πώς νοιώθουν τα θαλάσσια πλάσματα καθώς περιβάλλονται από το νερό. Σε βάθος χιλιάδων ποδών μπορείτε να βρήτε καβούρια και άλλα θαλάσσια ζώα που περιφέρονται στο βυθό του ωκεανού. Η τρομακτική πίεσις εκεί κάτω θα μπορούσε να συνθλίψη έναν άνθρωπο, αλλά τα σώματα αυτών των ζώων είναι φτιαγμένα για ν’ αντέχουν σ’ αυτή την πίεσι.

Σκεφθήκατε όμως ποτέ, ότι εμείς ζούμε πραγματικά σ’ έναν «ωκεανό» αέρος; Αυτό είναι αλήθεια. Είναι πολύ βαθύτερος—πενήντα φορές και πλέον από το μεγαλύτερο βάθος των θαλασσών. Υπόκειται σε πιο απότομες αλλαγές θερμοκρασίας και είναι πιο ανήσυχος από τους ωκεανούς των υδάτων. Τεράστια ρεύματα αέρος πλάτους εκατοντάδων χιλιόμετρων και βάθους αρκετών χιλιόμετρων κινούνται σε ύψη δέκα ως δώδεκα χιλιόμετρων (περίπου έξη ως επτά μιλίων) πάνω από την επιφάνεια της γης. Γνωστά ως «αεροχείμαρροι», πνέουν με ταχύτητες μέχρι 500 χιλιόμετρων (300 περίπου μιλίων) την ώρα. Υπάρχουν επίσης βίαιες καταιγίδες που μαίνονται συνεχώς σε διάφορα στρώματα αυτού του «ωκεανού» από αέρα. Όλοι γνωρίζομε τις γιγάντιες δυνάμεις που εξαπολύονται από τις θύελλες και τους τυφώνες. Επίσης, περίπου 44.000 τρομακτικές καταιγίδες ξεσπούν κάθε μέρα σ’ αυτή τη μεγάλη και ανήσυχη «θάλασσα» που μας περιβάλλει.

Ο Αέρας Έχει Υφή και Βάρος

Ο αέρας, μολονότι είναι αόρατος, έχει υφή. Ως εκ τούτου, η ατμόσφαιρά μας ασκεί σημαντική πίεσι στην επιφάνεια της γης—βεβαίως όχι τόσο μεγάλη η πίεσις του ωκεανού, επειδή ο αέρας είναι πιο ελαφρύς από το νερό. Εν τούτοις, ο αέρας έχει βάρος, όπως καταφαίνεται από το γεγονός ότι ένα μπαλόνι γεμάτο με ήλιον ανέρχεται. Επειδή το ήλιον είναι ελαφρύτερο από τον αέρα, ο αέρας το ανυψώνει, όπως μια φυσαλλίδα ανέρχεται σ’ ένα ποτήρι νερό. Η μέση ατμοσφαιρική πίεσις στην επιφάνεια της θαλάσσης είναι περίπου δεκαπέντε πάουντς (περίπου επτά κιλά) ανά τετραγωνική ίντσα (6,5 τετραγωνικά εκατοστά). Σε μεγαλύτερα ύψη ο αέρας γίνεται πιο αραιός κι επομένως ελαφρύτερος. Αλλά ο αέρινος «ωκεανός» μας είναι τόσο μεγάλος που ζυγίζει περισσότερο από 5.000.000.000.000.000 (πέντε πεντάκις εκατομμύρια) τόννους.

Αυτό το βάρος του αέρος σημαίνει ότι, στην επιφάνεια της θάλασσας, υπάρχει φορτίο περίπου ενός τόννου πάνω στους ώμους σας. Αλλά δεν το αντιλαμβάνεσθε επειδή πίεσις ασκείται ομοίως σ’ όλα τα μέρη του σώματός σας. Για να ισοσταθμίση αυτή την εξωτερική συμπίεσι, το σώμα διατηρεί εσωτερική πίεσι, όπως τα σώματα των θαλασσίων ζώων έχουν εσωτερική πίεσι για να ισοσταθμίσουν την τεράστια εξωτερική πίεσι του νερού που τα περιβάλλει. Αυτή η εσωτερική πίεσις που έχουν οι άνθρωποι όταν είναι «στο περιβάλλον τους» στην ατμόσφαιρα της γης τους αναγκάζει να φορούν στολές που διατηρούν την ατμοσφαιρική πίεσι όταν βρίσκονται «εκτός περιβάλλοντος» στο διάστημα. Διαφορετικά, οι πνεύμονες, και τα αιμοφόρα αγγεία θα διερρηγνύοντο στο κενό του εξωτερικού διαστήματος που είναι πλησίον.

Όταν αντιμετωπίζετε ισχυρό άνεμο, βεβαίωνεσθε ότι ο αέρας έχει υφή. Κάθε αμφιβολία ως προς αυτό ασφαλώς θα εξαφανισθή αν βρεθήτε σ’ ένα εργαστήριο και τον δήτε να μετατρέπεται σε υγρό στους 310 περίπου βαθμούς Φαρενάιτ υπό το μηδέν (190 βαθμούς Κελσίου υπό το μηδέν) και σε στερεό στους 436 περίπου βαθμούς Φαρενάιτ υπό το μηδέν (260 βαθμούς Κελσίου υπό το μηδέν.)

Μπορούμε πραγματικά να «δούμε» τον αέρα ακόμη και στη φυσική αεριώδη του κατάστασι όταν οι διαφορές της θερμότητας τον κάνουν να ενεργή ως «φακός.» Ο αέρας που συμπυκνώνεται σε μερικά σημεία και αραιώνει σε άλλα, παραμορφώνει τις ακτίνες του φωτός έτσι ώστε να βλέπωμε αντικατοπτρισμούς—αντανάκλασι και διάθλασι του φωτός από αντικείμενα που βρίσκονται μερικές φορές μίλια μακριά. Τα κύματα που βλέπομε πάνω από τα θερμαντικά σώματα είναι ένα μικρό παράδειγμα αυτού του φαινομένου.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του αέρος είναι η ιδιότης του να επεκτείνεται. Το νερό στη φυσική του υγρή μορφή, θα γεμίση μερικώς ένα δοχείο. Αλλά τα στοιχεία του αέρος κινούνται πολύ πιο ελεύθερα και ταχύτερα, γενικώς γρηγορώτερα από την ταχύτητα του ήχου. Συνεπώς, ένας πολύ μικρός όγκος αέρος εκτείνεται τόσο ώστε καταλαμβάνει εντελώς τον χώρο του δοχείου. Η βαρύτης της γης εμποδίζει τον αέρα να φύγη και να εξαπλωθή στο κενό του διαστήματος. Όταν περιορίζεται το μέγεθος του περιβάλλοντος χώρου, τα μόρια του αέρος αυξάνουν την ταχύτητα τους και ανθίστανται, δημιουργώντας πίεσι. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι εξαιρετικά ωφέλιμο. Τα υγρά δεν μπορούν να συμπιεσθούν υπερβολικά, αλλά οι συμπιεσταί μπορούν να «συμπυκνώσουν» μεγάλη ποσότητα αέρος σ’ ένα μικρό δοχείο, ο οποίος, αν ελευθερωθή, μπορεί να κινήση πιεστήρια, τρυπάνια και ανυψωτήρες πεπιεσμένου αέρος.

Ουσιώδης για τη Ζωή με Πολλούς Τρόπους

Εν τούτοις, ο αέρας μάς ενδιαφέρει κυρίως λόγω της σπουδαιότητός του για τη ζωή σ’ αυτό τον πλανήτη. Το κύριο συστατικό του αέρος για τη ζωή είναι το οξυγόνο που αποτελεί μόνο το 21 τοις εκατό (σε όγκο) της ατμοσφαίρας, δηλαδή, των αερίων που εμφανίζονται σε σχετικώς σταθερές αναλογίες.

Το οξυγόνο ενώνεται ενώνεται εύκολα με άλλα στοιχεία ή ενώσεις για να παραγάγη καύσι. Έτσι, όταν καίγεται ένα κομμάτι ξύλο, στην πραγματικότητα οξειδώνεται ταχύτατα. Η θερμότης του σώματος μας διατηρείται από τον μεταβολισμό του σώματος στην οξείδωσι των θρεπτικών ουσιών. Αυτή η διαδικασία προμηθεύει επίσης ενέργεια για τον εγκέφαλο, τους μυώνες και ούτω καθεξής. Αυτός είναι ένας από τους λόγους που τα ερυθρά αιμοσφαίρια, οι μεταφορείς του οξυγόνου του αίματος, είναι τόσο σημαντικά και τα κύτταρα του εγκεφάλου, που χρησιμοποιούν περίπου το ένα τέταρτο του συνολικού εισαγομένου οξυγόνου, χρειάζονται αυτό το στοιχείο σε συνεχείς ποσότητες. Τόσο ενεργό είναι το οξυγόνο που, αν δεν ήταν αναμεμιγμένο με άλλα αέρια της ατμοσφαίρας θ’ άναβαν πυρκαϊές με μια μικρή σπίθα και καθετί θα κινδύνευε να καή. Εκτός αυτού, κανένα ανθρώπινο πλάσμα δεν θα ζούσε πολύ αν ανέπνεε μόνο καθαρό οξυγόνο.

Αλλά για την ίδια μας την ύπαρξι και την ασφάλεια, ο Δημιουργός αραίωσε την ατμόσφαιρα με άζωτο, που καταλαμβάνει το 78 τοις εκατό των ‘σχετικώς σταθερών’ αερίων που αποτελούν την ατμόσφαιρα. Έτσι, έχομε την απαιτούμενη ποσότητα οξυγόνου και με την κατάλληλη πυκνότητα. Στον ατμοσφαιρικό μας «ωκεανό», το άζωτο και το οξυγόνο αποτελούν μαζί το 99 τοις εκατό αυτών των σχετικώς σταθερών αερίων. Το άζωτο, εν τούτοις, είναι κάτι περισσότερο από απλός διαλύτης. Εξυπηρετεί και άλλους σκοπούς. Στη διάρκεια μιας καταιγίδος, οι αστραπές βοηθούν το άζωτο να ενωθή με άλλα στοιχεία. Έπειτα η βροχή μεταφέρει στη γη τις ενώσεις που προέκυψαν και οι οποίες είναι κατάλληλες για λίπασμα. Το άζωτο είναι ουσιώδες στοιχείο για πολλά φυτά.

Αλλά, ακόμη και στο λιγώτερο του ενός τοις εκατό των άλλων ατμοσφαιρικών αερίων, βρίσκομε αέρια που είναι είτε ουσιώδη για τη ζωή, είτε συμβάλλουν πολύ στην άνεσί μας. Υπάρχουν τα πέντε σχεδόν αδρανή «ευγενή,» όπως λέγονται, αέρια: το αργόν, το νέον, το ήλιον, το κρυπτόν και το ξένον. Όλοι γνωρίζομε ότι το αργόν και το νέον χρησιμοποιούνται στο φωτισμό, και το ήλιον στα αερόστατα και σε πολλές άλλες εφαρμογές. Το μεθάνιο, το υδρογόνο, και το μονοξείδιον του αζώτου είναι άλλα αέρια της ατμοσφαίρας που βρίσκονται σε σταθερή σχεδόν πυκνότητα.

Υδρατμός, Όζον, Σκόνη—Σημαντικά Συστατικά

Εκτός από τα αέρια που διαφέρουν λίγο σε ποσότητα, υπάρχουν και άλλα αέρια που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα σε διάφορες αναλογίες, ανάλογα με τον χρόνο και τον τόπο. Δύο απ’ αυτά είναι ο υδρατμός, που ποικίλλει από το μηδέν ως το 7 τοις εκατό (σε όγκο), και το διοξείδιον του άνθρακος από 0,01 ως 1 τοις εκατό. Τα φυτά αποροφούν το διοξείδιο του άνθρακος και αποδεσμεύουν οξυγόνο. Χωρίς το διοξείδιο του άνθρακος, η φυτική ζωή θα πέθαινε. Το όζον, μια μορφή ή «αλλότροπον» του οξυγόνου, υπάρχει επίσης σε μικρές ποσότητες μέχρι 0,01 περίπου τοις εκατό της ατμοσφαίρας. Ευρίσκεται κυρίως σε ύψος δέκα ως πενήντα χιλιομέτρων (έξη ως τριάντα μιλίων) και αποτελεί προστασία από τις θανατηφόρες υπεριώδεις ακτίνες. Ποιος άλλος εκτός από ένα πάνσοφο, παντοδύναμο Δημιουργό θα μπορούσε να έχη κατασκευάσει μια τέτοια ατμόσφαιρα προς όφελος όλων των ζώντων πλασμάτων της γης, με τα συστατικά, στις σωστές αναλογίες για τη βεβαία ασφάλεια, άνεσι και υγεία όλων;

Ο υδρατμός, ως αέριον της ατμοσφαίρας, είναι η πηγή της βροχής, της ομίχλης, του χιονιού, του χιονόνερου και της χαλάζης. Αποτελεί μεγάλο μέρος των νεφών. Ο υδρατμός δημιουργείται με την εξάτμισι του νερού, μέσω του ηλίου, από τις θάλασσες και τις λίμνες και από τη φυτική βλάστησι. Χωρίς αυτό τον κύκλο της βροχής και της εξατμίσεως, η φυτική ζωή γρήγορα θα εξέλιπε από τη γη. Η Αγία Γραφή λέγει ότι αυτός ο κύκλος σχεδιάσθηκε από τον Θεό.—Ησαΐας 55:10, 11.

Εκτός από τις ελάχιστες ποσότητες των αερίων διοξειδίου του θείου και διοξειδίου του αζώτου, υπάρχουν και στερεά μόρια όπως σκόνη, καπνιά, αλάτι από τους ωκεανούς, γύρις, μικρόβια και στάκτη από τους μετεωρίτες που καίγονται καθώς περνούν στην ατμόσφαιρα. Η σκόνη δεν μπορεί να θεωρηθή «μόλυνσις» εκτός αν είναι υπερβολική, επειδή τα μόρια της σκόνης είναι σημαντικά για τον σχηματισμό του πυρήνος των σταγόνων της βροχής και συμβάλλουν στο όμορφο μπλε χρώμα του ουρανού και στο βαθύ κόκκινο χρώμα του ηλιοβασιλέματος. Εκτός βεβαίως από την ανησυχία που προξενεί η φθινοπωρινή καταρροή στους αλλεργικούς, η γύρις των φυτών που σκορπίζεται από τα ρεύματα του αέρος εξυπηρετεί επίσης ένα ωφέλιμο σκοπό.

Οι Θερμοκρασίες στον «Ωκεανό» της Ατμοσφαίρας

Τα περισσότερα από τα πράγματα που αναφέραμε σχετίζονται με το στρώμα της ατμόσφαιρας στην οποία ζούμε—της τροπόσφαιρας. Όπως είναι γνωστό, η θερμοκρασία πέφτει καθώς μεγαλώνει το ύψος. Εν τούτοις, αφού φθάση στους 67° Φαρενάιτ υπό το μηδέν περίπου (55° Κ. υπό το μηδέν) στην κορυφή της τροπόσφαιρας, η θερμοκρασία ανέρχεται στη στρατόσφαιρα (όπου ανευρίσκονται οι αεροχείμαρροι), φθάνει στους 28° Φ. περίπου (2° Κ. υπό το μηδέν) και πέφτει πάλι προς την κορυφή του επομένου στρώματος (της μεσόσφαιρας) στους 135° Φ. υπό το μηδέν (93° περίπου Κελσίου υπό το μηδέν) Η θερμοκρασία του επομένου στρώματος, της θερμόσφαιρας, ανέρχεται σε ύψος περίπου 280 μιλίων (450 χιλιομέτρων), στον εκπληκτικό αριθμό των 2.700° Φ. (σχεδόν 1.500° Κ.)!

Η ιονόσφαιρα δεν είναι ένα από τα συνηθισμένα «στρώματα» της ατμοσφαίρας, αλλά είναι η περιοχή (που περιλαμβάνει διάφορα «στρώματα») στην οποία τα μόρια του αέρος φορτίζονται με ηλεκτρισμό από την ακτινοβολία του ηλίου. Τα κατώτερα όρια της είναι περίπου τριάντα τέσσερα μίλια (55 χιλιόμερα) πάνω από τη γη και εκτείνεται σε αρκετά μίλια πολύ αραιής ατμόσφαιρας. Στην ιονόσφαιρα φαίνεται το όμορφο βόρειο σέλας ή «φώτα του βορρά» (και το νότιο σέλας στο νότιο ημισφαίριο).

Στην ιονόσφαιρα τα φορτισμένα μόρια του αέρος ιονίζονται από την ακτινοβολία του ηλίου και του έξω διαστήματος και δημιουργούν μια «οροφή» από ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Αυτό καθιστά δυνατή την επικοινωνία δι’ ασυρμάτου σε αποστάσεις χιλιάδων μιλίων. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξιδεύουν σε ευθείες γραμμές και θα έφταναν σε μικρή απόστασι, επειδή η γη έχει καμπύλες που τα στέλνουν προς το έξω διάστημα. Αλλά η ραδιοροφή τα «εκδιώκει» προς τα πίσω διαγωνίως σε απομακρυσμένα σημεία της γης. Οι δορυφόροι χρησιμοποιούνται τώρα με παρόμοιο τρόπο.

Η χρήσις των δορυφόρων και πιο λεπτών οργάνων είχε ως αποτέλεσμα την πολύ καλύτερη κατανόησι του ατμοσφαιρικού μας «ωκεανού.» Τώρα γνωρίζομε περισσότερα για τα ρεύματα του, τις θερμοκρασίες του και ούτω καθεξής. Τα δελτία καιρού επίσης γίνονται όλο και πιο ακριβή. Αλλά υπάρχουν ακόμη πολλά που πρέπει να μάθη ο άνθρωπος για την ατμόσφαιρα που εκτείνεται, μολονότι σε πολύ αραιή κατάστασι, σε αρκετές χιλιάδες ακτίνες γης (μια ακτίνα γης 3.960 μίλια [6.372 χιλιόμετρα]) μέσα στο διάστημα. Πολλά από τα μυστήρια της παραμένουν κρυμμένα και νέα μυστήρια ανακύπτουν καθώς προχωρεί η εξερεύνησις του διαστήματος.

[Διάγραμμα στη σελίδα 17]

(Για το πλήρως μορφοποιημένο κείμενο, βλέπε έντυπο)

Η ιονόσφαιρα είναι μια περιοχή που αποτελείται από φορτισμένα με ηλεκτρισμό μόρια, η οποία αρχίζει από τα κατώτερα στρώματα της μεσόσφαιρας κι εκτείνεται πολύ μέσα στη θερμόσφαιρα

280 ΜΙΛΙΑ +2700° F.

ΘΕΡΜΟΣΦΑΙΡΑ

50 ΜΙΛΙΑ −135° F.

ΜΕΣΟΣΦΑΙΡΑ

30 ΜΙΛΙΑ +28° F.

ΣΤΡΑΤΟΣΦΑΙΡΑ

10 ΜΙΛΙΑ −67°F

ΤΡΟΠΟΣΦΑΙΡΑ

ΓΗ

[Εικόνα στη σελίδα 18]

Η αστραπή στη διάρκεια μιας καταιγίδος προετοιμάζει ενώσεις του αζώτου που είναι ουσιώδεις για τη φυτική ζωή