Kehidupan di Bumi berenang di dasar lautan udara. Pengunjung dari tempat lain di tata surya tidak akan menganggap atmosfer bumi mengundang. Bahkan bentuk kehidupan paling awal di Bumi akan menganggap massa udara Bumi saat ini beracun. Namun penduduk Bumi berkembang dalam campuran nitrogen-oksigen unik yang oleh manusia disebut udara.
Keberadaan Udara
Keberadaan udara di Bumi, seperti atmosfer planet lain, dimulai bahkan sebelum planet terbentuk. Atmosfer bumi saat ini berkembang melalui rangkaian peristiwa yang dimulai dengan penggabungan tata surya.
Atmosfer Pertama Bumi
Atmosfer pertama Bumi, seperti debu dan bebatuan yang membentuk Bumi purba, menyatu saat tata surya terbentuk. Atmosfer pertama itu adalah lapisan tipis hidrogen dan helium yang terhembus dari kekacauan batuan panas yang pada akhirnya akan menjadi Bumi. Atmosfer hidrogen dan helium sementara ini berasal dari sisa-sisa bola gas yang menjadi matahari.
Atmosfer Kedua Bumi
Massa batuan panas yang menjadi Bumi butuh waktu lama untuk mendingin. Gunung berapi menggelegak dan melepaskan gas dari interior bumi selama jutaan tahun. Gas dominan yang dilepaskan terdiri dari karbon dioksida, uap air, hidrogen sulfida dan amonia. Seiring waktu, gas-gas ini terakumulasi untuk membentuk atmosfer kedua Bumi. Setelah sekitar 500 juta tahun, Bumi mendingin cukup untuk air mulai menumpuk, selanjutnya mendinginkan Bumi dan akhirnya membentuk samudra pertama di Bumi.
Atmosfer Ketiga (dan Saat Ini) Bumi
Fosil pertama yang dapat dikenali di Bumi, bakteri mikroskopis, berusia sekitar 3,8 miliar tahun. Pada 2,7 miliar tahun yang lalu, cyanobacteria menghuni lautan dunia. Cyanobacteria melepaskan oksigen ke atmosfer melalui proses fotosintesis. Ketika oksigen di atmosfer meningkat, karbon dioksida menurun, dikonsumsi oleh cyanobacteria fotosintesis.
Pada saat yang sama, sinar matahari menyebabkan amonia di atmosfer pecah menjadi nitrogen dan hidrogen. Sebagian besar hidrogen yang lebih ringan dari udara melayang ke atas dan akhirnya lepas ke luar angkasa. Nitrogen, bagaimanapun, secara bertahap terbentuk di atmosfer.
Sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu, peningkatan nitrogen dan oksigen di atmosfer menyebabkan pergeseran dari atmosfer pereduksi awal ke atmosfer pengoksidasi modern . Atmosfer saat ini yang terdiri dari 78 persen nitrogen, 21 persen oksigen, 0,9 persen argon, 0,03 persen karbon dioksida, dan sejumlah kecil gas lainnya tetap relatif stabil karena fotosintesis tumbuhan dan bakteri yang diimbangi oleh pernapasan hewan.
Hidup di Lautan Udara
Sebagian besar cuaca dan kehidupan bumi terjadi di troposfer, lapisan atmosfer yang paling dekat dengan permukaan bumi. Di permukaan laut, gaya tekanan udara sama dengan 14,70 pound per inci persegi (psi). Gaya ini berasal dari massa seluruh kolom udara di atas setiap inci persegi permukaan. Jadi dari mana datangnya udara di dalam mobil? Karena mobil bukanlah wadah kedap udara, gaya udara di atas dan di sekitar mobil mendorong udara ke dalam mobil.
Tapi dari mana datangnya udara di dalam pesawat? Pesawat lebih kedap udara daripada mobil, tetapi tidak sepenuhnya kedap udara. Kekuatan udara di atas dan di sekitar pesawat mengisi pesawat dengan udara. Sayangnya, pesawat modern terbang pada atau di atas 30.000 kaki di mana udaranya terlalu tipis untuk dihirup manusia.
Meningkatkan tekanan udara kabin ke tekanan yang dapat bertahan membutuhkan pengalihan sebagian udara dari mesin pesawat. Udara yang dikompresi dan dipanaskan oleh mesin bergerak melalui serangkaian pendingin, kipas, dan manifold sebelum ditambahkan ke udara di kabin pesawat. Sensor tekanan membuka dan menutup katup aliran keluar untuk mempertahankan tekanan udara kabin antara 5.000 dan 8.000 kaki di atas permukaan laut.
Mempertahankan tekanan udara yang lebih besar pada ketinggian yang lebih tinggi membutuhkan peningkatan kekuatan struktural cangkang pesawat. Semakin besar perbedaan antara tekanan udara interior dan tekanan udara eksterior, semakin kuat kulit luar yang dibutuhkan. Sementara tekanan permukaan laut dimungkinkan, tekanan setara dengan 7.000 kaki di atas permukaan laut, sekitar 11 psi , sering digunakan di kabin pesawat. Tekanan ini nyaman bagi kebanyakan orang sekaligus mengurangi massa pesawat.
Udara, (Hampir) Di Mana Saja
Jadi dari mana datangnya udara dalam air mendidih? Jawabannya, sederhananya, adalah udara terlarut. Jumlah udara terlarut dalam air tergantung pada suhu dan tekanan. Dengan meningkatnya suhu, jumlah udara yang dapat larut dalam air berkurang. Ketika air mencapai suhu didih, 212°F (100°C), udara terlarut keluar dari larutan. Karena udara kurang padat daripada air, gelembung udara naik ke permukaan.
Sebaliknya, jumlah udara yang dapat larut dalam air meningkat seiring dengan peningkatan tekanan. Titik didih air berkurang dengan ketinggian karena tekanan udara berkurang. Menggunakan penutup meningkatkan tekanan pada permukaan air, meningkatkan suhu didih. Efek tekanan yang lebih rendah pada suhu perebusan membutuhkan penyesuaian resep saat memasak di tempat yang lebih tinggi.
1550539/iStock/GettyImages
