地球大氣最外層的逃逸層每年都有很多大氣逃逸到太空,為什麼我們的大氣壓始終未變?

蒲公英的約定數


地球的大氣層的最外層叫做逃逸層,在太陽紫外線和宇宙射線的作用下會減少。據計算,地球大氣層每年逃逸到太空中的氣體質量大約為幾十萬噸,但是和整個大氣總質量約6000萬億噸來說就顯得九牛一毛了。



地球大氣是在逃逸,但是對於地球而言,逃逸的同時,地球也會捕獲一些外來氣體。越高的大氣越容易逃逸,越低逃逸越困難。逃逸地球的大氣主要在散逸層,但是非常緩慢。地球的火山、彗星、流星、空間飄蕩的氣體雲都能帶來新的氣體。逃逸和產生是一個動態平衡,不會打破。


再者,就算得不到補充,相對如此當量的大氣,一直逃逸也需要100多億年時間。相對逃逸氣體最多隻佔總量的100億分之一。一百億分之一氣壓的變化,就算人類最精密的儀器也不可能感受得到。更別提地球時刻補充著氣體,所以我們雖然看似地球大氣逃逸,但是沒有感覺到什麼不適。

太陽一秒鐘消耗400萬噸氫參與聚變反應,每秒鐘釋放的能量相當於一秒鐘內同時爆炸910億顆100萬噸級的氫彈。但是對於太陽質量而言,也是微不足道,以它的質量計算,最少還能像這樣燒50億年。大氣逃逸也好,太陽燃燒也罷,丟失這點東西,和沒丟失沒啥區別。


良良引力波


當地球表面的大氣分子運動速度大於豎直方向的逃逸速度以後,大氣分子就可以逃逸出地球大氣層。對地球來講,每年逃逸的幾十噸大氣,和地球大氣總質量6000萬億噸相比,實在是微乎其微,通過各種參數建立的逃逸方程,在太陽的平靜期,地球大氣的壽命遠遠大於太陽系存在的時間。

行星表面大氣的分佈和壽命和行星質量,大氣組分,溫度等參數密不可分。而太陽系中很重要的一條,就是太陽風對行星的大氣起著吹散和驅趕的作用,對於火星等星體就是典型的滿足太陽風驅散大氣逃逸的條件。

火星以前也具有稠密的大氣,就因為缺乏磁場的保護,表面的大氣和水幾乎逃逸乾淨了。而土星木星,天王星等遠離太陽,相對不易被太陽風吹散大氣。

我們所在的地球地核磁場一直延伸到地球之外,阻止了太陽風的剝離效果,太陽風對於地球磁層的透過率在百分之一之下,所以大部分的太陽風能量被地球磁層所阻擋,如下圖所示。

地球大氣是一個的動態的平衡狀態,有逃逸也有吸入,而且每年逃逸的質量和大氣總質量相比,實在是九牛一毛,不用擔心。


量子實驗室


地球上的大氣確實是在流入太空,而且一直在向太空逃逸。這個過程自從地球誕生那一刻起就沒有停止過。那麼為什麼在如此漫長的歲月中,大氣壓變化不大呢?這是因為逃逸到太空中的大氣相對於整個濃厚的大氣層來說,數量顯得十分的微不足道。

我們知道,地球的質量不算小,至少在幾顆類地行星中質量是最大的,這就能保證地球有足夠的引力把大氣牢牢地吸引住,並且在地球磁場的保護下,形成了厚度達數千公里的大氣圈。

地球上的大氣圈一般分為對流層、平流層、中間層、熱層(暖層)和逃逸層(散逸層),而大氣的密度是隨著距離地面的高度增加而減少。科學家曾經在探空火箭的幫助下,發現在遠離地面3000公里的高空,仍有極其稀薄的大氣。也有人認為,大氣圈的邊界,可能會延伸到離距離地面6400公里左右的“太空”。而在距離地面約500公里的逃逸層中,空氣已經極為稀薄,在最高處其密度與太空環境中的密度基本相同。而且,在這個高度下,空氣受到的地心引力影響很小,所以有想當一部分氣體分子可以從這一層飛出地球引力範圍進入太空。所以這層大氣被稱為逃逸層(散逸層)。目前科學家們對於逃逸層的上界,還沒有統一看法。實際上,散逸層從地球到太空是個逐漸過渡的過程,並沒有明確的界限。

對於地球大氣,由於其中各種氣體分子的摩爾質量不同,能夠逃逸到太空中的氣體比例也是不同的,氫氣和氦氣的質量較小,所以,最容易逃離成功。而像二氧化碳、氮氣、氧氣以及水蒸氣等,因其摩爾質量較大,逃逸出去的就很少。所以,在地球大氣成分中,氮氣、氧氣和二氧化碳佔據了99%以上的比重,氫氣幾乎就消失不見了。

據統計,地球大氣層每年逃逸到太空中的氣體質量大約為幾十萬噸,但是和整個大氣總質量約6000萬億噸來說就顯得九牛一毛了

。另外,地球的火山、地外的彗星、流星、以及地球這個巨大的生態圈都能帶來新的氣體會彌補這點損失。氣體的逃逸和產生是一個動態平衡,不會打破。可以看看火星,質量是地球的十分之一,引力大約是地球的三分之一,表面還沒有任何生態圈,都能擁有相當於地球大氣的1%的大氣。所以對於地球大氣的逃逸情況人類完全不需要擔心。


清明的星空


地球大氣雖然在逃逸,但是其實地球大氣的產生和逃逸是處於一個相對穩定的狀態,可是為什麼會相對穩定呢?

關於這一點,估計很多人都會比較的好奇吧,確實地球的大氣層直接跟宇宙空間是接觸的,但是好像地球的這個大氣層的厚度一直都是保持這樣的狀態,沒有發生任何的變化,這說明還是有神秘的力量在控制著,如果沒有任何的作用力的話,這個大氣層是不可能一直保持這樣穩定的狀況。

而關於這個原因,除了地球磁場的保護之外,還有就是地球的引力,這個引力可以說是相當的強大,所以它能夠將這個大氣層穩穩地吸引在地球的周圍,而並不會讓它全部消散,當然這也就形成了我們現在地球上生物所生存必備的一個環境,不過這個大氣層的厚度很寬廣,所以它形成的大氣壓也是很大的,形象的來說,在海平面的位置大氣壓差不多為1atm(1個標準大氣壓)。

當然,正是由於地球強大的引力,所以才造成了這樣強大的壓力以及產生地球上空氣的流動性,當然由於不同地區的氣壓是不一樣的,所以才形成了我們現在地球上非常熟悉的這種風,如果沒有這種情況的話或許就不會出現風,我們就不能夠感受到地球上這種東西南北不同的風向的風力。

在不同高度的氣壓也是不一樣的,高度越高相對應的他在氣壓的壓力會越來越小,也就是說它的厚度是一百公里已經定了,那麼隨著越往上接近一百公里的位置,也就是說位於頂端的時候,壓力幾乎就已經不存在了,到那裡說明地球的引力,對於地球上這個空氣的控制非常的薄弱,甚至已經微乎其微,而在這個位置的空氣並不是說一直固定不變的,它們因為受到地球引力特別的小。

也就是說,在大氣層的最上面最接近宇宙外太空的地方,其實是有空氣不斷的在消失的,因為這個地方的位置比較特別,正好是一個臨近邊界的地方,所以這個地方的空氣逐步的消失也是可以理解的。

如果這個地方的空氣在不斷的消失,而地球上的空氣如果是一定的,那麼隨著空氣不斷的消失,最終地球上的這個大氣層上的空氣是否會徹底的消失呢?

可是就現在來看,這顯然是一種錯誤的說法,因為地球形成有大氣層之後,到現在也有幾十億年了,這個大氣層一直是保持相對穩定的,也就是說它雖然是慢慢的逃逸一部分的空氣,可是卻一直處在一個平衡的狀態,也就是說有別的空氣往裡面補充。

空氣並沒有隨著逃逸而越來越少,大氣層也並沒有因為這個原因而變得非常的稀薄,相反的逃逸是不可避免的,但同時地球也會採取別的一些方式來不斷的補充這種空氣分子,也就是說地球在運轉的過程中,其實也是從宇宙之中捕捉了這樣的分子,尤其是在它的軌道上面,逃逸的這些空氣分子,有可能地球再次經過的時候,被引力會重新的吸吸引。

還有另外一個原因,那就是太陽也是起著重要的作用,因為太陽是地球賴以生存的恆星,太陽有的時候會向地球吹一些太陽風之類的,這些裡面也會夾雜著這樣的離子,如果地球捕獲了它們,那麼也是能夠很好的補充一部分的空氣。

除此之外,還有地球表面的一些物質也會產生一些氣體,比如說大家非常熟悉的綠色植物,植物吸收掉一部分的二氧化碳就會釋放出一部分的氧氣,總之這些不同的因素就導致了地球上面的空氣,雖然說有一個不斷的逃逸過程,但是也有另外的一部分能夠很好的補充,所以就達到了一個微妙的平衡點。

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三豐


因為從逃逸層跑出去的大氣實在是太少了,根本影響不了地球的總體氣壓

地球大氣雖然分為好幾層,但是98.2%的大氣都集中在30km以下,而散逸層的高度在800km以上,所以說地球每年飛出去的大氣只佔總大氣質量的很少一部分,對地球大氣壓的影響忽略不計。

地球大氣層的範圍是非常大的,國際空間站雖然身在太空但是也還是處於地球的熱層中,儘管那裡的空氣含量已經基本沒有了,但是航天器如果長時間的運行還是會被僅剩的稀薄大氣給降低速度降低軌道,如果不用額外動力把軌道拉上去那麼這個航天器就會被地球的引力拉扯從而墜入地球。

地球上的大氣總質量是6000萬億噸,每年跑出去的大氣不過幾十噸而已,和總量比起來是沒有任何威脅的,並且地球大氣層還會因為彗星撞擊和地球本身的火山活動而產生新的大氣。


最重要的是地球磁場可以阻擋太陽風中的高能帶電粒子,不然地球的大氣層就會被太陽風不斷的剝離,沒有了大氣層的地球就跟現在的火星是一個樣子,火星以前也是擁有稠密大氣的,就是因為沒有磁場阻擋太陽風,結果日積月累就被太陽風給剝離了大氣層,變成今天我們看到的紅色星球。

地球有著磁場的保護完全不用擔心大氣層消失,並且地球自身也在斷斷續續的產生新的大氣,每年跑出去的大氣對地球來說根本不算什麼,大家不用擔心。


宇宙探索未解之迷


關於地球

地球的前身就是一穎太陽,隨著能量不斷降低,變成熔漿球,同時由於燃燒度下降,周圍溫度降低,就產生了氣體。地球的能量繼續減弱,外空間溫暖也繼續變低,相應氣體逐漸增多增密,而且分解了多種成份。若干億年前地球表面因能量下降,週週溫度繼續隨之降低,終於地球表面熔漿開始固化,形成表層硬殼的暗球體。但地球依然在繼續釋放能量(或者繼續變老化),表層硬殼不斷隨溫度變化而加深加厚,並由於外表層氣體的浸蝕,及溫度變化產生了風和雨,加重地球表面硬殼的軟化,產生了土壤和水,氣體相互交和並加之地球表面土壤化,在溫度,溼度和陽光共同作用下,地球於是有了植物,進而產生了動物生命體,直至如今。因此地球老化是能量遞減逐漸變冷的過程,直到有一天地球熔漿完全固化,地球會成為死球,並慢慢變成密度極高的矮星體。


奚湖居者


組成我們地球大氣層的氣體主要這三種:氮氣、氧氣、二氧化碳,大氣的總質量約6000萬億噸,並且大氣的質量的99.9%集中在海平面80公里高以下的空間內,所以,那僅剩的一點兒空氣分佈在以上那麼龐大的空間內,逃逸點兒就逃逸去吧,於地球無礙。

散逸層是地球大氣的外層,由於距離地心較遠,加之粒子的運動速度很快,所以有些氣體粒子會逃逸離開地球。散逸層比較高,距離地表大概在800公里之外,並一直可以綿延至3000公里開外。

有的人會問,地球的大氣層綿延的就那麼遠嗎?

是的,不過在1000公里開外的大氣層,主要就是以氧、氦、氫為主了,到了3000公里之外,就稀薄的和真正的太空差不多了。

散逸層的大氣總質量僅佔地球大氣總質量的10^(11)分之一,寥寥無幾。實際上,地球已經存在幾十億年了,大氣層還是那麼多。

當然了,一些外來天體,比如彗星、流星、小行星在入侵地球大氣層時,大部分都會被摩擦殆盡,這是對地球大氣損失的補充。還有一些自然現象,比如火山噴發、自然蒸發、植物的光合作用等等等。

退一萬步講,即便是地球大氣一直像這樣的損失,沒有補充,地球也可以承載生命直至太陽消亡的那一刻來臨。


一枚遊戲科幻迷


人類生活在地球上,都是在大氣層裡面生存。但你知道嗎,地球上的大氣一直在向外太空逃逸,那這麼多年過去了,為什麼大氣壓一點也沒變?

地球上的大氣層一般分為,對流層、平流層、中間層、熱層和逃逸層,從地球誕生的那一刻起,大氣最外層的逃逸層,每年都有很多大氣流入太空。

但是這些流出去的大氣,空氣都是比較稀薄的,對於整個濃厚的大氣層來說,數量體積都是微不足道的。

據統計,地球大氣層每年逃逸出去的氣體,質量高達幾十萬噸。但是整個大氣層總質量高達6000萬億噸,這樣一相比根本算不了什麼。

其實真正能讓大氣始終未變原因,是地球的保護機制和補充機制。

保護機制

雖然地球在太空中非常渺小,但是相對幾顆類行星,質量還是最大的,這就保證了地球有足夠的引力。

厚度數千公里的大氣層,就是被引力牢牢吸引住的,這其實,也相當於是地球對大氣層的保護機制。

補充機制

而且地球上的大氣層,並不是一成不變的,地球上的火山、地球外部的流星、整個地球生態圈,都會帶來新的氣體,彌補流失出去的大氣。

有大氣流失出去,也有新的氣體產生,這是一個動態平衡的過程,也是地球的補充機制。

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找靚機科普君


這問題很簡單啊,地球本身就是由星際間物質因引力凝聚而成的,過程就是不斷吸引周邊物質充實自身,體積和質量不斷增長。我們現在感覺不到地球的增長,那是幾十億年以來,地球軌道周邊能吃的東西基本都被他吃乾淨了,除了一個月球。基本上只要沒有更大天體的影響,地球內部不發生能量反應的話,地球只會越來越大,越吃越肥。

在這個過程中,或許有部分氣體會逃逸離開地球,但是卻會有更多受到地球引力的吸引加入地球。總的來說只要沒有劇變,地球是傾向於吸引周圍物質的。


黑夜0166


地球大氣最外層的逃逸層每年都有很多大氣逃逸到太空,為什麼我們的大氣壓始終未變?

地球的大氣確實一直在向宇宙空間逃逸,有幾個原因,一是在陽光以及宇宙射線的多重作用下下,大氣分子運動加劇,而且此處距離地表比較遠,受地球引力比較低,因此其速度相對比較容易超過逃逸速度,那麼可以確定這些個氣體分子就一去不復返了....當然這個逃逸層也稱逸散層高度很高且極其稀薄,因此每年的逃逸量是有限的。

地球大氣的分層結構,其實我們ISS國際空間站仍然位於熱層內,聽上去是不是有些不可思議?但即使在熱層,大氣已經極其稀薄,除了長時間的繞軌運行外,短時間可以忽略大氣的影響!

地球大氣層每年逃逸到太空中的氣體質量大約為幾十萬噸,但是和整個大氣總質量約6000萬億噸比較起來就是得九牛一毛了,不過有一個要提醒的是如果沒有再生與補充機制,地球形成幾十億年來,這個大氣層終有一天要跑完的.....當然無需擔心,因為地球有兩個機制存在,大氣層仍然可以永葆青春

1.補充機制 每年有大量的數十萬噸的彗星的天體等闖入大氣層,給地球不僅帶來了物質上的補充,也帶來了其他上的補充,還有地球的火山噴發等自我補充機制也是不可忽視的一個重要部分

2.保護機制 地球的磁場保護,聽上去似乎磁場對大氣沒什麼作用,其實不然,因為磁場將太陽風中的高能帶電粒子偏轉後遠離大氣層,避免了太陽風對大氣層的剝離,減少了損失!火星稀薄的大氣成因一個很大原因就是沒有磁場保護幾乎被太陽風剝離殆盡!

地球磁場的保護機制示意圖

所以您無需擔心大氣有一天會拋光,並且搞不好還有盈餘,當然多一點點點或者少一點點點....每年也許會有波動,但大致上是一個平緩的趨勢,不必過於在意!


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