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


谁说地球上的空气不会流入太空的?地球上的空气可以流入太空,只是不多罢了。


据统计,地球上的空气每年会流失几十万吨,但是相对于总量6000万亿吨来说,这算不了什么。在地球引力作用的束缚下,地球大气层牢牢包裹在地球的外围。地球空气超过95%的都在几十千米以下的大气层内。

我们都知道海拔越高空气就越稀薄,但是太空中并非是完全真空的,科学家发现,哪怕是距离地面几千千米远的太空中,依然有空气分子存在。虽然在我们看来,空气很轻,但是空气总归是有质量的,空气分子也会受到地球引力的束缚作用。


分子无时无刻不在进行着永不停息的分子热运动,并且具有动能,温度越高的话,分子热运动的平均动能也会越大,但是哪怕对于处于同样状态下的气体分子来说,它们的动能也是有区别的。有的分子热运动的动能很小,小于平均动能,而绝大多数都是在平均动能的附近,但是也会有很小的一部分气体分子的动能非常大,大到足够可以挣脱地球的束缚而跑到太空当中去。

地球大气层有一个地方被称之为逃逸层,那些脱离地球束缚的气体分子,就是在逃逸层的边缘。对于不同的气体分子来说,逃逸的难易程度是不一样的,那些摩尔质量小的气体,不仅更容易跑到地球大气层的上空,而且也更容易从逃逸层逃离。最容易逃逸的要数氢气和氦气,这或许也是为什么地球大气中氢气和氦气含量比较少的原因。即使原始地球大气中氢气和氦气含量也不少,但是却慢慢逃离地球了。


按照地球大气的逃逸速度,即使是空气没有得到补充,完全逃逸也需要几百亿年的时间,更不用说地球大气还可以得到补充。当然了,地球大气为什么很难逃离地球不仅仅是因为地球引力的作用,地球磁场也功不可没。那是因为太阳风中的高能粒子时时刻刻都在想法设法把地球上的大气层给剥离掉,但是好在地球有磁场保护,才使得太阳风不能肆虐到大气层的内部。火星就不一样了,虽然火星上也有大气层,但是流失的速度却太快了。火星原本的大气层比现在要浓厚得多,但是在太阳风的肆虐下,大气被一点一点抽走,就是因为火星上没有磁场。如果地球也没有了磁场的话,那么地球大气也会要不了多久就会流失干净,地球上也就不会有生命存在了。


镜像宇宙


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


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


谢谢你的问题

答:纠正一下。地球上的空气是会流入太空,只是流入太空的空气相对来说比较少而已。根据科学家们的计算统计:在地球上,每年都会向外太空流失几十万吨空气。但这相当于空气总质量的6000万亿吨来说,还算不上什么!


在地球中随着地域的不断升高,引力也会相对来说比较弱!空气也会越来越稀薄,这时候一些运动强烈的气体分子,可以逃脱地球飞入外太空。还有一些由于太阳的照射,温度升高,也会有受到太阳风的影响,把地球的气体吹到了外太空。

因为地球引力的约束,所以地球上的大部分空气还保留在地球,只有小部分空气飞到了外太空去!

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时间史


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



地球上的空气每年都在向太空中流失,只不过流失的空气量和地球的空气总量比起来微不足道,地球大气层中的“逃逸层”中的空气每时每刻都在流入太空,每年都能流失几十万吨空气,可惜地球的空气总量是6000万亿吨。

地球的空气之所以不会全部消散在太空中是因为两方面的原因,第一个原因是地球本身的引力牢牢的把大气层“吸附”在身上,就跟我们被地球引力吸附在地球上一样,质量惊人的大气层也被地球引力所吸附。我们知道如果物体想摆脱地球引力的吸附,那么就需要达到11.2km/s才能跑出去。

而逃逸层之所以每年逃走几十万吨大气就是因为逃逸层处于大气层的边缘部分,受到的地球引力非常小,该层的空气粒子运动速度又非常高,所以轻轻松松就逃脱了地球的引力魔掌流失到了太空中。


地球大气层没有消失的第二个原因就是因为地球磁场的保护作用,其实地球一直在接受太阳风中的高能带电粒子的“洗礼”全靠地球本身的磁场挡住了太阳风,不然地球大气层就会被太阳风慢慢剥离最后完全消失,地球就会变成一个没有生命的地狱。

早期的火星上也是拥有液态水和稠密大气层的,就是因为火星磁场的减弱消失,导致太阳风不断的带走火星大气层,大气层越来越薄最后火星就变成了今天的样子。


宇宙探索未解之迷


为什么地球上的空气不会流入太空?

其实地球上的空气一直都在向太空逃逸,无时不刻哦.....在距离地球数百千米的高度是地球大气层的逸散层,在这个区域,被宇宙射线以及太阳辐射的高能粒子轰击下,大气分子运动超过了地球的逃逸速度,就远离地球而去了......

是不是有些颠覆大家的认知?我们的载人空间站就在暖层里面运行,准确的说它仍然在大气层中,这也是为什么空间站需要用燃料来维持高度的原因,因为稀薄大气仍然具有强大的阻力,结果就是每星期将掉落1KM左右的高度!而逸散层所处的位置则更高,在受到紫外线以及各种高能粒子的作用下,加速到逃逸速度也是非常正常的现象!每年地球大气损失约超过二十万吨!但地球每年因地壳活动排入大气的气体质量和从宇宙空间获取的尘埃与各种彗星则远远超过这个数字,因此无需担心地球的大气有一天会跑光,即使没有补充也可以跑上数亿年!

除了补充外地球大气还有一个保护者,它就是地球的磁场,在大量的太阳高能粒子到达大气层之前,就已经被地球强大的磁场所偏转,将其导向远离地球的方向,仅仅有部分会穿透磁场和进入地球的两极形成极光!

太阳风轰击下下的火星大气逃逸示意图,因为火星的内核在数十亿年前就已经冷却,火星的磁场极为微弱,以此无法有效的保护大气层!科学家相信在数十亿年前火星是一个宜居星球,但现在它却是一个极为荒凉的世界,这从另一个角度说明了大气保护机制的重要作用!


星辰大海路上的种花家


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


首先,地球上的空气并不是不会流入太空,事实上地球上空气的最外层,也就是逃逸层每时每刻都有爱流入太空,而“逃逸层”这个名字也恰好诠释了这种现象,太阳风随时都会吹散空气外层的气体!

不过地球上的空气太过庞大,科学家们估计达到6000万亿吨重,而每年流入太空的空气不过几十万吨而已,照这个速度地球上的空气足够流失百亿年了!

同时,由于更轻的气体会在空气的上层,意味着逃逸层流入太空的气体多是氢气或者氦气!

那么如此多的空气为何被地球牢牢锁住呢?

地球强大的引力是很重要的因素,引力牢牢地保护着服务我们生命的空气,同时也是我们立足于地球的根基!

除了地球引力,强大的地球磁场同样对扛着猛烈的太阳风,不然即使再多的空气也很难对抗太阳风的力量!

我们的邻居,火星,就是一个因为失去磁场的保护而失去了空气的最高例子,没有了磁场,太阳风可以长驱直入,肆无忌惮地破坏火星上的大气!

所以,我们应该感谢老天给我们的一切,也更应该保护我们的地球近乎完美的环境,不让地球成为第二颗“金星”,因为失控的温室效应而成为“地狱”!


宇宙探索


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。




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