科学探索|地球大气层在哪里结束，外太空又在何处开始？地球大气层在哪里结束，外太

北京时间5月5日消息，据国外媒体报道，当登山者攀登珠穆朗玛峰时，通常都必须携带氧气瓶，这是让他们能在高海拔地区自由呼吸的必要设备。当我们越接近地球大气层的边缘，可获得的氧气就越少，相比之下，海平面的氧气就十分丰富。
这只是地球大气层随高度而变化的一个例子。从海平面附近的对流层，到最外部的散逸层，地球大气层的各个层次都有不同的基本组成。根据美国国家气象局的介绍，每一层大气的开始和结束都由4个关键特征决定，即温度变化、化学成分、密度和内部气体的运动。
那么，考虑到这4个特征，地球的大气层到底在哪里结束？外太空又在何处开始？地球大气层的每一层都发挥着各自的作用，包括阻止致癌的宇宙辐射，以及提供形成液态水所需的压力，从而确保了这颗蓝色星球能够容纳各种各样的生命形式。
距离地球表面越远，大气的密度就越小，其成分也发生了变化，较轻的原子和分子开始占主导地位，而较重的分子仍然停留在地球表面附近。当你在大气中上升时，你上方大气的压力或重量会迅速减弱。尽管商用飞机有增压舱，但高度的快速变化仍会影响连接耳朵、鼻子和喉咙的细长咽鼓管。这就是我们的耳朵在飞机起飞时可能会出现耳鸣的原因。
最终，空气会变得过于稀薄，使得传统飞机无法产生足够的升力，进而无法飞行。此处便是科学家划定的区域，标志着大气层的终结，外太空的开始。这条界线被称为卡门线（Kármán line），以匈牙利裔美国工程师和物理学家西奥多·冯·卡门命名。卡门在1957年成为第一个试图定义地球和外太空边界的人。
【科学探索|地球大气层在哪里结束，外太空又在何处开始？】

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地球大气层的垂直结构示意图，可大致分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层

卡门线标志着地球和太空的边界，不仅表明了航空飞行的高度极限，而且对于航天器和卫星成功围绕地球运行也至关重要。卡门线是一个大致的区域，表示卫星在该高度以上将能够绕地球运行至少一次，不会燃烧或脱离轨道。
这条界线通常被定义为距地球表面约100公里，作为大气层与太空的界线（不过，这一定义并不被所有组织接受，例如美国空军和美国国家航空航天局就将大气层与太空的界线定义为80公里，目前国际法上也没有任何有关该界线的规定）。一个物体在卡门线以下的高度绕地球运行是可能的，但它需要极高的轨道速度，由于摩擦力的存在，这种速度将很难保持。许多人对卡门线可能有这样的感觉，认为这是空中旅行和太空旅行之间的一个假想的，但又实际存在的门槛。
对于卫星，其大小和形状等多种因素将决定其会遇到多少空气阻力，从而决定其成功绕地球轨道运行的能力。由于地球最外层大气的阻力，近地轨道卫星会逐渐减慢速度，并通常在运行几年后脱离轨道。据欧洲空间局介绍，近地轨道卫星的海拔高度通常在1000公里以下，但有时会低至160公里。
然而，这并不意味着地球大气层在1000公里以外就无法被探测到。在人造卫星运行的区域，大气并没有消失。需要再经过成千上万公里的距离，地球大气层的证据才会消失不见。地球大气层的最外层原子，即构成地冕（散逸层的发光部分）的氢原子，甚至可以延伸到月球轨道以外（换言之，如果我们把散逸层作为大气层的一部分而非外层空间的一部分，那大气层就可以延伸到海拔高度约10000公里的天空）。