为什么地球上的空气不会流入太空?

这辈子都不可能中奖的


地球上的空气当然在流入太空,而且一直在向太空逃逸。只不过对于整个浓厚的大气层来说,数量显得微不足道。

由于地球是个巨大的物质体,能够对周边的物质形成引力场。在引力场中,空气被牢牢地吸引住了,并在地球磁场的保护下,形成了数千公里的大气圈。

气体的密度随着距离地面的高度增加而减少。科学家们曾经在探空火箭的帮助下,发现远离地面3000公里的高空,仍发现有稀薄的大气。有人认为,大气圈的边界,可能延伸到离地面6400公里左右。

地球上的大气圈一般分为对流层、平流层、中间层、热层(暖层)和逃逸层(散逸层)。

对流层最贴近地面,大气活动剧烈,风雨雷电都发生在这一层。这一层的厚度约为16公里左右,极地与赤道地区厚度相差很大。温度随着高度而降低。

平流层距离地面约50公里,大气比较稳定,臭氧层就在这一层,温度随着高度而升高。

中间层距离地表80公里左右。高度增加,温度会降低。进入大气层的流星,基本上都被烧毁在这一层。

热层是从80公里到500公里的大气圈,这一层温度极高,随着高度的增加而迅速升温。

逃逸层在热层以上,这层空气在太阳的紫外线和宇宙射线的作用下,大部分会发生电离现象。逃逸层空气极为稀薄,最高处其密度与太空密度相同。

由于这里的空气受地心引力影响很小,气体可以从这层飞出地球引力范围,而进入太空。

当然,空气中的各类气体分子由于摩尔质量的不同,能够逃逸到太空的比例是不同的,氢气和氦气的质量较小,所以,最容易逃离成功。

而二氧化碳、氩气、氮气、氧气和水蒸气等,因其摩尔质量较重,逃逸的就很少。所以,地球大气圈里,氮气、氧气和二氧化碳的比重非常之大,氢气几乎消失不见了。

目前科学家们对于逃逸层的上界,还没有统一看法。而实际上,散逸层从地球到太空是个逐渐过度的过程,并没有明确的界限。

所以,人类可以说是生活在地表上,也可以说是生活在地球大气圈内部。


史海探奇


答:地球上的空气,是会流向太空的,并非你认为的不会流向太空。


首先,地球引力束缚着大气,使得大气层紧贴地面,而且越接近地面,大气层的密度越高。



因为气体中也遵循浮力原理,所以越轻的气体,越容易跑到上层,比如氢气和氦气等等,这些气体到达大气层上方后,因为太空是真空的,所以这些气体会扩散到太空中去。


而且地球受太阳风的影响很大,导致这些气体被“吹”向背朝太阳的一面。



据估计,地球大气总重约6000万亿吨,每年逃逸到太空的大气约几十万吨,就算地球大气不再补充,都足够地球逃逸数百亿年。


而且对于部分气体,地球还能通过生物链,把地面以下的元素转为为空气成分,但是总的来说,地球每年扩散掉的气体,相对于总体来说是很少的。

更重要的,从气体速率分布公式——玻尔兹曼-麦克斯韦分布来说,能达到地球逃逸速度的,毕竟是少数。




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艾伯史密斯


首先必须先给答案:切实和其他答主说的一样,地球上的空气并不是一点都不会流入太空,而是逸入太空的很少罢了!

地球的空气

我们都知道是围绕在地球外围的,其主要的原因就是地球的引力作用,虽然空气质量很轻,但它总归有质量,因此空气和地球之间也就存在着引力作用。

所以这也就解释了为什么海拔越高空气越稀薄,很大的原因就是随着距离增加引力就会变小。那么当到达一定高度后,空气成分中比较轻的气体自然会“逃出”地球,去见识外面的花花世界。


虽然每年逃逸到太空的大气约几十万吨,和空气总质量约6000万亿吨来比就显得九牛一毛了,更不用说地球这个巨大的生态圈会弥补这一损失。

从计算来看氢气的逃逸过程

我们都知道不同气体的摩尔质量是不同的,而气体分子在无时无刻做着热运动,具有动能,使气体分子散逸,另一方面又受地球引力的作用,该作用阻止气体分子逃出大气层。这两个过程相互制约,但对于不同的分子效果不同。


所以我们将气体分子能够摆脱地球引力作用扩散到太空中去所具有的速度叫逃逸速度。接下来我们就粗略计算下:

首先给出氢气和氧气的摩尔质量:

然后算出两种气体的平方根速率(气体分子速率不同,我们只能用平方根速率来定性考虑)


可以看出明显氢气的速率大得多!而逃逸速度大小可通过分子热运动动能等于相对无穷远的引力势能求出!最后我们把气体在大气中的逃逸速度与方均根速率数值加以比较,便可对上述问题加以说明,二者之比为:

代入具体数值可以得到各种气体的K值:氢气:5.88 氧气:23.53 水蒸气:17.65 氦气:8.32 氮气:22.0 氩气:26.31 二氧化碳:27.59!明显会发现氢气与氦气最小,这也就是为什么大气中氢气与氦气含量特别低的原因之一。


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科学认识论


首先空气会流入太空,只是非常少。因为随着海拔的升高,地球对其的引力也在减弱,对于一些运动速度较快的粒子就无法束缚;还有一些由于受到太阳辐射导致升温、或者太阳风的侵袭,都可能会脱离地球。



根据金斯定则,如果气体粒子的方均根速率是地球表面逃逸速度的5倍或者4倍,那么它就会逃逸。

见上图,R是理想气体常数、T是温度、M是气体的摩尔质量

比如质量较轻的氢气和氦气就在不断的逃逸出地球


此外在大气层的划分中,最外层叫作散逸层,顾名思义这部分的气体会不断的逃逸出地球。这层的范围比较大,一般定为海拔在800千米到3000千米之间。

和下面的热层类似,由于太阳充足的短波辐射,导致温度非常高(也即是粒子运动速度非常快

,不过因为气体的密度实在过于稀薄,不会对航天器造成破坏),所以这些零散的气体就会轻易逃离地球。

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赛先生科普


地球上的空气不会流入太空?错了!会流入太空!

但是太少了!微乎其微,别说让人类感觉到,估计地球自己也感觉不到吧。以至于给人造成假象,好像地球大气会一直保持这样的状态。但是为什么地球空气不像火星,月球那样是稀薄的大气呢?这里简单列举两个原因!

第一,万有引力。万有引力对于一切有质量的物体都起作用。地球大气的厚度在1000千米以上,虽然我们都知道空气的质量很小,但是厚度高达1000千米的大气层其质量不可小觑,地球大气大约有5*10^15吨!和地球总质量的比率大概在0.86/1000000!既便如此,地球还是对它有极强的吸引力!单单是为了抵抗地球自转和公转的话,万有引力的力量是足够的了。

第二,地球磁场!地球磁场会和大气分子作用,在地球大气最外层形成一层电离层,这是一层由带电的气体组成的保护层。我们的大气时常面临的危险就是太阳风,而太阳风就是狂暴的带电粒子风暴。

火星之所以没有一个强大的磁场,就是因为火星在磁场消失后,并没有及时产生一个新的磁场,所以才被太阳风暴蹂躏的一片荒芜。如果地球磁场消失的话,单靠万有引力那点力量,几次太阳风就把地球上的空气给吹跑了!

此外,多多少少还有大气分子之间凝聚力的原因。但是作用很有限了。

即便在如此强大力量的保护下,地球大气仍然不免有大气逃逸的危险。最明显的情况就是,几年前的南极臭氧空洞,以及时常发生的极光现象。极光现象就是地球电离层和太阳风粒子作用的结果,看上去很美丽,其实很危险!保护环境,不但要保护大气环境,保护地球磁场更是重中之重。


宇宙侦探喵星人


以物质的发展规律来说,空气会流入太空里,但是空气并没有流入外太空。这是因为有地球的吸引力,这些地球的引力场把这些气体给吸引住了,因此形成了地球大气层。地球的大气层也是近地的比较浓厚,高处的大气层就比较稀薄。

月球没有大气层,是因为月球的质量,不够形成引力场来留住空气,月球的大气层就留向太空。

木星的质量很大,它就有密度很高的大气层。

通过地球几十亿年的演变,地球仅保留下来大约含大气质量23%的氧气和76%的氮气,而氢气和氦气已经几乎全部飞离到太空去了。




弄潮科学


前面已有两位大神的专业回答,重复的观点就不去现了。我只补充一点:空气与大气层的区别。

题主问:“为什么地球上的空气不会流入太空?”

这里的空气其实是指最接近地表的对流层,也就是我们平常说的呼吸到的空气。而大气层则是指整个地球引力范围内的气体,随着气体成份、尘埃颗粒含量不同,质量、密度减小而呈环形渐变的层级划分,在

对流层外依次是平流层、中间层、热层、逃逸层。

地表的空气对流层,主要成份是:氮(N2)约占78%,氧(O2)约占21%,稀有气体约占0.939%。氮的性质不活泼,不容易液化,我们常能直观观测到的是氧气的变化。在地表高山随海拔提高都能很明显地感觉到氧气越来越稀薄。而越接近地表的空气,尘埃颗粒的密度越大,相应的空气单位质量就越大。当空气随着温度的变化,在对流运动中,高温的空气上升,到一定的高度时,遇到高空冷气,就会冷凝,空气中的水蒸汽就会凝结成云,包裹住空气中的杂质和尘埃,质量到达临界点后,变成雨一起下落回地面。因此,相对来说,地表的空气的确不会流入太空,能流入(或逃逸)进太空的都是大气层最外层的质量最小的气体。

在最外层的逃逸层与太空之间并没有分明的分界线,它的气体浓度是渐变式发散的,外太空也并非完全是绝对真空,仍然是有很稀薄的气体存在。


姝子


要检验空气是否有重量,方法基实也很简单,只要往一个气灌加压,再称一下看看气灌的重量是否增加了,一称之下就可知道空气是否有重量了。空气是有重量的,空气的重量也是用这个方法称出来的,空气重量是与气压变化而改变的,增加气压只增加了单位体积内的空气总量,如果空气没有重量,气灌不会因为里面的空气总量增加,使气灌重量增加,所以空气是有重量的,由于空气有重量,所以在没有外力干预的情况下,空气是不会漂流离开地球的。


龙一欧


习惯性感官视觉下的见证!这跟地球大自然磁场有关,不是空气逃不逃逸的问题,也不是地球有特殊的🔒定功能!然而是地表环境变迁的方式,不同时期的地表环境有可能让地球进入循环模式,当然高智慧生命也不能摆脱对熟悉环境的依赖,当然爱护环境也有可能延缓地球模式的循环,不仅如此其它星球也有其独特运行当时,只是我们有些东西自己无法感受罢了


源于自然还于自然


星球的引力和自转,使得星球能够捕获稳定的大气层并形成大气环流,为生命的产生形成必要条件。另外,保持地球大气层薄厚合适,成分适于生命的因素比较复杂,其影响因素包括地球的公转周期,磁场的规则运动,以及地球和太阳适当的距离。


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