地球是一個擁有生命、具有勃勃生機的星球，能夠支撐生命誕生的基本條件，除了液態水、磁場和適宜的溫度以外，含有適量氧氣的大氣層也至關重要。大氣層不但為地球生命的誕生和繁衍提供氧氣、二氧化碳、氮氣等物質資源，同時也保護著地球免受或者減弱地外小行星的撞擊影響。
雖然大氣層中的氣體物質較輕，但作為整體存在，它們仍然會受到地球重力的影響，距離地面越近，則氣體的密度越大，產生的大氣壓強就越大。而距離地面越遠，由於受到的引力影響逐漸減弱，氣體物質的密度就會逐漸減少，大氣壓強持續降低，直至接近真空狀態。那麼，地球大氣層的厚度到底有多大呢？
其實，很早以前，人類就對大氣層的厚度數值感興趣。連同其它自然地理和天文現象一起進行了持續不斷地研究。最早關於地球圈層結構的描述，可以追溯到約2500年前的古希臘時期，亞里士多德曾經做過推想，人類腳下的地球由四個“實層”和一個“虛層”所構成，其中四個“實層”從上到下依次為火層、氣層、水層、土層，一個“虛層”則位於火層以下，是一種虛無縹緲的存在。只不過，當時亞里士多德並未就每一個層級的厚度做出推測。
到了近代，隨著人類物理科學和觀測技術的不斷提升，人們對地球本身的認知發生了翻天覆地的變化。1644年，義大利物理學家托里徹利和維瓦尼，應用實驗的方法確認了大氣層是存在重量的這一重大結論，由此推測出地球的大氣層必然存在著一定厚度，最後透過實驗推測出大約8公里的數值。
然而，8公里的數值肯定不是大氣層的精確上界。隨著氣體物理科學、航天技術的發展，科學家們有條件進行更加深入的探索。到上世紀40年代，人類掌握了火箭發射技術，利用火箭，人們將大氣層的上界拓展到400公里以上。
隨後，又隨著空間技術的進步，特別是意識到極光現象的產生，是地球大氣層參與的這一結論之後，人們又把距地面1200公里左右的高空，即產生極光的地方，視為地球大氣層的邊界。
上世紀中葉，美國科學家施皮策在以往研究的基礎上，提出了地球“外大氣圈”的概念，將距地面500-1600公里的區域視為外大氣圈，認為1600公里高度或許就是地球的大氣層邊界，在這個高度上，大氣組成物質已經與宇宙空間逐漸融為一體了。
目前，科學界對於大氣層厚度的主流觀點，認為其高度的界限，應該處於距地面2000-3000公里。劃分的依據是針對高空地球大氣與星際空間中，中性氣體物質的平均密度對比而得出的。按照星際空間內中性氣體物質密度每立方厘米存在1個的這個標準，在距地面2000-3000公里高度的地外空間中，正好與這個數值相吻合。
“地冕層”
隨著地外探測技術的飛速發展，科學家發現，在遠離地球的星際空間，其中性氣體的密度，要遠低於每立方厘米1個的這個標準，所以，科學界越來越覺得地球大氣層的厚度，仍然要比想象中的更加複雜，從地球到星際空間的過渡帶，也勢必會相當長，絕非一條界限所能夠劃分得清楚的。
於是，科學家們試圖利用宇宙中更加具備普遍性的標準，來定義地球的大氣層。在上世紀中葉時，斯皮策所提出的“外大氣圈”概念，用現在地理書籍中的術語表示，就是我們所熟知的“散逸層”。在散逸層中，大氣的密度已經變得非常稀薄了，這些僅存的微量氣體，在太陽輻射和宇宙射線的作用下，大部分都發生了電離，使得這層結構中，單純的質子、氦原子核的含量，大大超出中性氫原子的數量。由於受到地球的引力變得很小，所以散逸層中被電離的物質，有一部分會被進一步激發從而逃脫地球的束縛，飛入宇宙空間中去。
但是，關於散逸層的上邊界到底延伸到哪裡，至今也沒有定論。於是有科學家運用太陽“日冕”的概念，將其應用到地球的大氣層中，提出了“地冕”的概念，來形容包圍地球的、非常稀薄、處於電離狀態的“氫原子雲”層。
構成“地冕”的“氫原子雲”層，主要是質量最輕、密度最小的氫原子，它們來源於地球大氣層中的水蒸氣、甲烷等含有氫元素的氣體物質，當在高空中，受到太陽輻射的影響而發生電離，氫原子被“釋放”出來，一部分沿著原有運動速度和軌跡逃離地球，一部分則返回地球散逸層的底部，等待著下一次的“飛昇”，另外還有一部分則短期地保留在了散逸層的“地冕”之中，發生著迴圈往復的與太陽風交換電荷的使命。
正是由於散逸層的上部與宇宙空間的過渡帶實在太長、而“地冕”層由於組成物質的週期性不能大幅度延伸的這一結果，所以，有科學家將可以透過實驗獲取其厚度資料的“地冕”層，作為地球大氣層的邊界。
“地冕”層的上界到底在哪裡？
高空處的氫元素，會與來自太陽的紫外線等高能輻射發生散射現象，繼而發生輝光。其中發出光線的最強譜線為萊曼阿爾法輻射，是氫原子中的電子，從主量子數 n = 2 躍遷至 n = 1 時發出的。科學家們正是利用這一特性，從而來測定“地冕”的界限。
該項任務自然落到了可以高效探測星體周圍等離子體的SOHO探測器，這顆探測器是於1995年開始發射的，圍繞太陽進行執行，主要任務是對太陽的結構、日冕層、太陽風等開展研究，由於上面攜帶了可以過濾來自其它遙遠天體發出的萊曼阿爾法輻射，所以可以很精確地測量日冕的情況。而這顆探測器的一個附屬任務，則是對“地冕”進行觀測，雖然在“地冕”中發生的萊曼阿爾法輻射傳到探測器上已經很微弱了，但是由於探測器接收訊號的超靈敏性，使得我們準確瞭解“地冕”的邊界成為了現實。
根據監測的結果，“地冕”的上邊界，可以延伸到距離地面63萬公里左右，這個數值幾乎是地球直徑的50倍，也大大超出了月球和地球的距離。所以，從對“地冕”的最新研究中，我們可以認為，地球的大氣層的可測上邊界，就是“地冕”的上界，即63萬公里的區域，從某種意義上來說，月球都被包含在地球的大氣層中，而我們人類，到目前為止嚴格來說還沒有真正離開過地球。
