Question

Почему газы, разные по плотности расположены не слоями вокруг Земли?

Более тяжёлые ниже к поверхности земли, а более лёгкие - повыше, соответственно очередности своей массы.

Answer 1

Газы не "расслаиваются" по плотности, потому что этому препятствует их движение с большой скоростью. В результате газы в сравнительно небольшом объеме и при обычных давлениях равномерно перемешиваются )явление диффузии). Иначе в комнате более тяжелый кислород (молекулярная масса 32 углеродные единицы) находился бы у пола, а более легкий азот (молекулярная масса 28) "плавал" бы сверху. А у самого пола были бы очень тонкие слои аргона (масса молекул 40), углекислого газа (масса молекул 44) и так далее. А над кислородом был бы слой паров воды (масса молекул 18). Однако на очень больших пространствах некоторое концентрирование происходит. Так, очень легкие молекулы водорода (масса 2) и гелия (масса 4) поднимаются в верхние слои атмосферы и далее они улетают в космическое пространство. Поэтому в атмосфере водорода и гелия почти нет. Это - в поле земного тяготения. Если искусственно значительно увеличить тяготение (в тысячи и более раз: а в современных центрифугах центробежные ускорения могут достигать 100000 g), расслоение газов станет заметным. Именно таким способом разделяют изотопы урана, помещая его летучий фторид в центрифуги, которые вращаются с огромной скоростью. Молекулы UF6, содержащие уран-238, чуть-чуть тяжелее молекул, которые содержат уран 235 (легко посчитать, насколько тяжелее). Тем не менее этого достаточно, чтобы у стенок центрифуги концентрация тяжелых молекул стала немногим больше, чем у ее оси. Взаимное проникновение молекул двух газов хорошо видно на видеоролике, смоделированном школьником!

Answer 2

Влияет разность температур атмосферы, в результате чего получается разность атмосферных давлений на разных участках планеты, а это источник ветрОв, которые и раздувают и перемешивают эти газовые слои.