L’atmosfera terrestre, una massa di gas che avvolge il nostro pianeta, esercita una pressione costante su tutto ciò che si trova sulla sua superficie, ma non ci accorgiamo di essere letteralmente “schiacciati” dal suo peso. Anzi, nonostante la sua enorme quantità, ci sembra che non abbia alcun impatto tangibile sul nostro corpo. Eppure, l’aria che ci circonda ha una massa enorme. Ma perché non siamo schiacciati dalla sua pressione? La risposta risiede in una combinazione di fattori scientifici che spaziano dalla distribuzione della pressione all’equilibrio delle forze nel nostro corpo.
La massa dell’atmosfera: quanta aria ci circonda?
L’atmosfera che ci circonda è composta da miliardi di miliardi di chilogrammi di gas, che formano un sottile strato che abbraccia la Terra. Sebbene l’aria sembri leggera, la sua massa totale è impressionante. La massa dell’atmosfera terrestre è di circa 5,1 miliardi di miliardi di chilogrammi, pari a 11,24 miliardi di libbre. Questo dato evidenzia la quantità di aria che gravita su ogni centimetro quadrato del nostro pianeta. Ma la domanda che nasce spontanea è: perché non sentiamo questo peso? Nonostante i chilometri di aria che si sovrappongono alla Terra, non avvertiamo un aumento insostenibile della pressione.
Anthony Broccoli, professore di scienze atmosferiche presso la Rutgers University, spiega che circa il 99,9% della massa dell’atmosfera si trova a meno di 30 miglia (48 km) dalla superficie terrestre. Anche se il confine con lo spazio esterno, la linea di Kármán, si trova a circa 100 chilometri di altezza, la maggior parte dell’aria che compone l’atmosfera è confinata in uno strato relativamente sottile rispetto all’intero volume atmosferico.
La distribuzione della pressione atmosferica
L’atmosfera non agisce come una massa solida che esercita il suo peso solo verso il basso. Al contrario, la pressione atmosferica viene distribuita uniformemente su tutte le parti del corpo. Questo significa che l’aria esercita una pressione omogenea sulla pelle e sulle altre superfici esposte, non limitandosi solo a schiacciare dal basso. Sebbene la pressione che esercita l’aria sia abbastanza forte – circa 14,7 libbre per pollice quadrato, o 1 chilogrammo per centimetro quadrato – essa è distribuita in modo tale che non risulta dannosa per noi.
Broccoli spiega ulteriormente: “La pressione atmosferica agisce uniformemente su tutte le superfici del corpo, non solo verso il basso“. Nonostante la sua forza, quindi, la pressione non causa alcun danno fisico apparente. Anzi, è in gran parte contrastata dall’equilibrio delle forze interne del nostro corpo. Infatti, la pressione che l’aria esercita sui nostri corpi viene “compensata” dalla pressione interna che spinge verso l’esterno. Questo equilibrio tra le forze di pressione esterne e interne è ciò che ci permette di sopravvivere senza subire gli effetti negativi della pressione atmosferica.
L’equilibrio delle forze: un gioco di compensazione
La chiave di questa sopravvivenza sta nel fatto che il nostro corpo è evoluto per adattarsi e resistere a queste pressioni. Come sottolinea Michael Wood, presidente e professore di scienze quantitative presso la Canisius University di Buffalo, “i nostri corpi si sono evoluti nel tempo per resistere alle pressioni“. Inoltre, Broccoli aggiunge che la pressione interna all’interno dei nostri corpi è essenzialmente alla stessa intensità della pressione esterna, creando così una sorta di bilanciamento delle forze. Questo equilibrio tra la pressione interna ed esterna impedisce che il nostro corpo venga schiacciato o gonfiato da questa forza invisibile.
Una simile relazione di equilibrio tra pressioni interne ed esterne è fondamentale anche in altre situazioni. Ad esempio, quando si usa un aspirapolvere. Se si preme l’ugello contro la mano, aspirando l’aria che premeva sulla pelle, la sensazione che si prova non è quella di essere schiacciati dalla pressione esterna, ma è piuttosto il risultato del bilanciamento delle forze che agiscono sulla mano. La forza che si avverte è la pressione dell’aria che si spinge contro il tubo dell’aspirapolvere, non quella che agisce direttamente sul nostro corpo.
Perché non sentiamo il peso dell’aria?
Una delle ragioni per cui non siamo consapevoli del peso dell’atmosfera è che l’aria tende a diventare meno densa man mano che si sale di quota. Questo fenomeno è evidente quando si viaggia in aereo, ad esempio. La pressione atmosferica diminuisce con l’altitudine e, di conseguenza, l’aria che ci circonda diventa più rarefatta. Questo spiega perché, quando si sale in aereo, le orecchie possono “scoppiare” a causa di un cambiamento improvviso della pressione tra l’interno e l’esterno dell’aereo. Questo fenomeno è una manifestazione di come il corpo umano reagisce a un rapido cambiamento di pressione atmosferica.
In alta quota, la pressione atmosferica è notevolmente più bassa rispetto a quella che incontriamo sulla superficie. Ciò implica che l’aria sia meno densa, creando una sensazione di vuoto o di mancanza di pressione. Questo, però, non implica che il corpo umano sia più vulnerabile a questa mancanza di pressione. Al contrario, i nostri corpi sono progettati per adattarsi a questi cambiamenti di pressione in modo naturale. Quando si scende dall’alta quota, la pressione atmosferica si riequilibra con quella interna al corpo, riducendo la sensazione di “scoppiettio” nelle orecchie.
Lo spazio e la mancanza di pressione
Questo stesso equilibrio delle pressioni diventa particolarmente importante quando si considera la possibilità di viaggiare nello spazio. Come afferma Wood, la pressione nello spazio è praticamente nulla, il che rappresenta una sfida per gli esseri umani che desiderano vivere o lavorare in ambienti spaziali. “Senza la pressione dell’aria che agisce verso il basso sul corpo umano, la pressione interna farebbe gonfiare il corpo come un palloncino“, osserva Wood, sottolineando la necessità di tute spaziali per proteggere gli astronauti da questo effetto.
In sostanza, la vita sulla Terra, protetta dalla nostra atmosfera, è una combinazione di bilanciamento tra le forze interne ed esterne. Il nostro corpo è stato evoluto per gestire le pressioni che ci circondano, mantenendo un delicato equilibrio tra la forza che agisce dall’esterno e quella che spinge dal nostro interno. Questo ci permette di vivere sotto l’influenza della pesante atmosfera terrestre senza sentirne il peso, godendo della protezione di un sistema perfettamente progettato dalla natura.
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