03.04 宇宙每年“吸走”地球10萬噸大氣,為何至今不見大氣層變薄?

7狐狸


首先我們知道,太陽每秒鐘釋放的能量是引爆地球上所有核武器釋放能量的總和還要多,因此它每秒釋放的能量絕對是超級恐怖的。這也是為何地球距離太陽1.5億公里,還如此的熱。當然這些帶電粒子的威力非常的強大,當它們撞擊大氣層後,會與大氣層摩擦形成極光。每次的摩擦都會消耗大氣層的質量。

但是大氣層的質量沒有丟失,這是因為大氣層由多種不同的氣體構成,隨著這些氣體看不見摸不著,但是它們卻真實的存在。它們都是由原子和亞原子組成,因此它們都蘊含著質量,當這些氣體連接到一起時,所產生的質量和引力會被地球牢牢的固定住。

當大氣層被消耗後,由於地球上擁有一個巨大的磁場,這個磁場會消耗大量的能量,這樣與大氣層摩擦的那一部分粒子實際上是很小的,再者。地球上的生物都在呼吸氧氣,排放二氧化碳。並且人類的城市工業,日常生活都會釋放大量的二氧化碳。

當全球所有生命體釋放的二氧化碳加起來的話,這種增長的速度就大於了二氧化碳的消耗速度,因此地球的大氣層會越變越厚。這也是造成全球變暖的基本原因!

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地球的質量是相當穩定的,即使是發射到地球軌道上的衛星和火箭,最終會因為地球引力墜落。地球最大的質量損失來自逃逸的氫和氦,地球每秒鐘失去大約3公斤的氫,氫和氦分別以每年95000噸和1600噸的速度逃逸,這些元素太輕,無法被地球的重力鎖住在地球,往往會逃逸到太空中。

幾十億年來大氣層沒有因此變薄主要有兩個原因。首先,與地球大氣層的總質量相比,這點損失並不算什麼,地球大氣層質量雖然只有地球質量的百萬分之一,但總質量也是一個非常巨大的數字,約為5.5千萬億噸。其次,氫氣本身只佔空氣成分的比例只有0.0001%,即使全部失去,也幾乎不會影響大氣層,此外地球上氫的儲備豐富,以現在氫的逃逸速度,地球所有的氫元素被耗盡需要數萬億年的時間,而地球壽命也就只有50億年左右,所以即使等到太陽變成紅巨星的時候,這些逃逸的氫和氦也不會對大氣層有什麼影響。另一方面,氦則是另一回事,它雖然佔大氣體積的0.00052%,但它主要是從天然氣中通過一種叫做分餾的方法獲得的,考慮到氦對像核磁共振掃描儀這樣的設備至關重要,同時被用於冷卻超導磁體,因此氦在地球上越來越少了。事實上,有美國科學家曾反對美國政府在2015年之前以極低價格出售氦儲備的決定。

除了氫和還,科學家現在還知道,地球大氣每天還會損失大量氧氣,氧氣流出事件被稱為“氣體噴泉”,是在極光活動期間從地球逃逸出來的。在極地地區的地球磁場的弱點區域就像一個漏斗,把猛烈的太陽風引到大氣層頂部,這就導致了極光的出現,並將大氣中的氣體以極光噴泉的形式蒸發到太空中。在這些極光中,地球大氣中所損失的氧氣也是微乎其微的,而且光合作用有助於恢復氧氣。

因此,地球的大氣層不會很快消失,至少要等到太陽變成紅巨星的50億年之後,那時,膨脹的太陽會把地球大氣層蒸發得無影無蹤。當然,地球也不是光失去質量。天文學家估計,地球每年以宇宙塵埃的形式獲得約4萬噸的質量。宇宙塵埃是太陽系形成初期的微小岩石、金屬和其他碎片。


科學閏土


這或許就是人類為何如此渺小的一個直接寫照。10萬噸大氣,看起來這個數字非常大,地球每年失去這麼多大氣大氣層應該變得稀薄才對。但這只是我們生活在地球這個狹小空間裡的一個錯覺和侷限性認知。

不管失去多少,我們需要了解地球大氣總量有多少,大約5000萬億噸,這是什麼概念?意味著地球每年失去的大氣質量只佔了總質量的500億分之一而已!即使整個地球不到50億年的歷史,總共也才失去了不到10分之一。人類歷史不過百萬年,這段時間大氣質量失去了不過5萬分之一罷了,當然我們不可能感覺到!

地球強大的引力是讓大氣層牢牢地覆蓋在地球表面的主要原因,還有一個原因不可忽視,那就是地球磁場。如果沒有地球磁場,猛烈的太陽風會非常輕鬆地不斷吹走大氣層,而磁場很好地保護著大氣層不被太陽風吹走。

事實上,還有一點,地球每年失去10萬噸大氣並沒有什麼,因為地球自身同時也在製造大氣,比如火山噴發,植物光合作用,包括太陽風帶來的帶電粒子與地球物質作用也會產生氣體!

不過在未來,隨著地球磁場保護作用逐漸減弱,大氣層逃逸到外太空的速度會加快,最終地球表面的大氣層講變得非常稀薄,甚至就像如今的火星表面那樣,意味著人類必須離開地球。不過那是非常遙遠的未來才會發生的事情,我們不必擔心!


宇宙探索


地球大氣層是生命的保護傘。它是地球表面和宇宙太空之間的緩衝地帶,避免了地球上的生命直接接觸到殘酷的宇宙環境。科學家發現,地球大氣層每年都會有幾十萬噸的空氣逃逸到宇宙中。那為什麼地球的大氣層沒有變薄呢?

圖示:地球大氣層

地球的大氣層有多厚?

天有多高?我們只要仰起頭就會看到藍藍的天空。在地面上我們無法知曉天究竟有多高?然而在空間站中工作的宇航員可以從地球上空俯視地球的大氣層,他們總是喜歡稱地球大大氣層是“細細的藍線”。地球大氣可不是條細線,探空火箭在3000公里的高空仍會發現稀薄大氣,大氣層最上面的邊緣可能會延伸到6400公里左右。據科學家估算,地球大氣層的總質量大約有6000萬億噸。

圖示:地球大氣層結構

但是地球大氣層隨著高度的增加而逐漸變得越來越稀薄。地球大氣層的最上層是逃逸層。這裡的空氣密度已經和太空密度沒有多大差別,空氣不斷的擺脫地球引力的速度逃到太空中去。因此地球也就睡每年損失幾十萬噸質量的空氣。

地球大氣層為何沒有變薄呢?

我們不難看出,每年從地球大氣層上空逃掉的空氣大約幾十萬噸只佔到地球大氣層總質量6000萬億噸的極小的一部分。況且地球上每年都會有大量的空氣補充進來,地球上的火山活動,地殼運動,生物活動都會產生大量的氣體。這些氣體補充到空氣中讓地球上的空氣處在一個相對平衡的狀態。並且地球的大氣層有地球磁場的保護,避免了太陽風暴的破壞。因此地球上大氣層是不會變薄的。

圖示:地球磁場對地球大氣層起到了保護作用

假如我們認為地球上的大氣層每年消失10萬噸,並且沒有新的空氣補充進來,那麼地球這46億年中不過會損失地球大氣總質量的8%左右。所以地球大氣層哪能那麼容易變薄呢?


兔斯基聊科學


地球上的大氣每年都要向宇宙空間逃逸10萬噸的大氣,但是地球上的大氣層至今都沒有變薄?按道理來說應該會越來越薄才對。

也許很多人都會想到地球上的大氣循環作用,動植物的呼吸作用產生氧氣和二氧化碳,但是按道理來說,植物光合作用固定住了空氣中的二氧化碳,釋放出氧氣,這一過程的釋放和消耗的氣體量應該是守恆的,另外還有一些植物的固氮作用,這些都會消耗空氣中的氣體,但是大氣層卻沒有變薄,這其中當然還有其它因素的存在。

其實動植物的屍體和排洩物都會被細菌分解,這樣它們體內的一些含碳、氮、硫元素會被重新排放到大氣中參與地球上的大氣循環,這對於維持大氣成分的穩定也起到了非常重要的作用,細菌的分解作用對於大氣的循環也是非常重要的。

其次是人類活動,我們知道人類的活動所使用的化學燃料,如石油、煤炭、天然氣等資源,這些資源中含有碳、氫、硫等物質,人類在使用這些化學燃料的時候也把這些物質重新迴歸到大氣中,還有地球上的火山活動也會把地底下的一些硫和碳等物質以氧化物的形式補充到大氣中,地球上的火山有這麼多,足夠產生大量的氣體排到大氣中。

同樣水蒸氣也是地球大氣的重要成分,當水蒸氣逃逸到太空以後,大氣中的水蒸氣減少,但是地表液態水的蒸發作用會使水蒸氣重新補充到大氣中,從而保證了大氣中的水蒸氣保持在一個穩定的值。

最後地球上的大氣來源還有另一方面,就是從太空中飛來的彗星,彗星中的主要成分是水、甲烷、氨、二氧化碳等物質,彗星在進入大氣層後會在與大氣層中摩擦中燃燒掉,其次還有一些小行星在進入大氣層的時候也會摩擦中燃燒掉。

當然地球的大氣沒有變薄也離不開地球的磁場和引力,如果地球的引力不夠大,就不能夠捕獲足夠多的大氣,地球上的大氣就會變薄。其次地球上的磁場也是大氣的保護屏障,如果沒有地球磁場的作用,那麼地球上的大氣很快就會被太陽風吹到茫茫宇宙中去,而是不可能像現在這麼厚。


科學日記


地球之所以能成為太陽系內唯一擁有生命的星球,除了恰到好處的空間位置與強度合適的磁場外,最重要的便是包裹地表的濃厚大氣層了


科學家將地球大氣按照高度分為對流層、平流層、中間層、熱層,散逸層五個部分,雖然目前的散逸層高度是800km到3000km,但事實上科學家在距離地表2000km到16000km的高空仍然能探測到稀薄的氣體分子,所以嚴格意義上來說大氣層目前還沒有確切的高度(厚度)上限。

地球大氣層的質量相當於地球總質量的百萬分之0.86,這些氣體分子在地球引力作用下絕大部分都被“囚禁”在20到30公里的高度上,因此離開地表越遠空氣就越稀薄,存在於800km高度散逸層的稀薄大氣分子受到的地球引力影響已經十分有限了。

在外層大氣分子幾乎不受引力影響的情況下,來自太陽和宇宙的高能輻射會加速氣體分子運動從而讓它們離開地球進入到太空中,物理學家統計每年都會有數十萬噸的外層大氣被高能輻射“剝離”,更重要的是這種“大氣剝離”已經持續了數十億年了。

然而不少人到這裡就有了疑問,為什麼這麼多年地球大氣層沒有消失也沒有變薄呢?

答案是地球每年都會“再生”更多的大氣,海洋的蒸發以及生物活動還有火山爆發都會產生大量氣體分子,而這些氣體分子和地球每年“逃逸”的大氣形成了動態平衡的關係,因此幾十億年來地球大氣層並沒有發生大的變化。

其實地球每年損失的幾十萬噸大氣質量和小行星微隕石等“外來質量”比起來根本不值一提,地球總質量也不會因為人類活動和大氣分子的逃逸而顯著減少或增加。


宇宙探索未解之迷


大氣層是地球的保護神,不但為地球上的各種生命提供必要的物質支持,而且可以有效阻止地外天體和有害物質的侵襲,確保了地球生命的繁衍和發展。

根據有關資料顯示,地球每年向外層空間逃逸的氣體總量達到10萬噸,那麼為什麼到現在大氣層也沒有變薄呢?我想主要有以下幾個方面的原因:

一是地球的引力拽住了幾乎全部的大氣。地球大氣層裡的所有氣體,重量加在一起,可以達到5000萬億噸以上,從整體來看,地球對大氣層的引力是非常巨大的。一些處在大氣層頂部的氣體非常稀薄,而且距離地表較遠,地球的引力控制就沒有那麼強了,一些“淘氣”的水分子就會逃逸到外層空間,但這些散逸的氣體所佔比重是非常低的,僅有500億分之一,對地球的影響微乎其微。

二是地球有穩定的大氣補充來源。比如,捕獲外太空的微量氣體,捕獲彗星、隕星在大氣層中燃燒釋放氣體,地球火山噴發從內部釋放一些氣體,植物靠光合作用和自身新陳代謝產生氣體等等,通過這些方式,大氣層每時每刻都在補充新鮮“血液”,維持著大氣總量的動態平衡。

三是地球磁場保護大氣層。太陽活動特別是耀斑爆發時,太陽表面帶電離子會形成高速的太陽風,如果沒有磁場的保護,地球就會像火星一樣失去大氣層。在磁場作用下,來自太陽的巨量帶電粒子,會沿著磁力線的方向運動,一部分偏離地球,一部分集中到地球兩極,產生極光現象,從而使地球大氣層中的氣體分子免受太陽風的干擾。


優美生態環境保衛者


其實太陽風吹走地球的大氣時,地球也在俘獲宇宙中的彗星,流星.當這些物質穿過大氣層時,與大氣摩擦產生熱量後揮發!這都是對大氣的補充!而且地球俘獲的不止有氣體,還有一些稀有金屬礦石!







吳道凡


大層本身並不是一個隔絕罩。大氣層是一個通透的空間,正因為如此我們才能走出地球。科學家把大氣層分了很多層也對也不全對。宇宙吸引大氣層這個說法是不正確的。應該是部分大氣擺脫了地球。這樣我們就很能理解為什數年大氣層依然存在。這也證明了大氣層並沒有隔絕地球與宇宙。哪麼什麼是大氣層哪?在科學分析是一層又一層。其實是一種能量產生牽引力。我們稱引力,因為釋放能量的大到小。所以產生很多層。也就是說牽引的密度不同,能量不同所造成的。動植物水在引力強區形成了對流層.平流層.中氣層。這幾層其實就是釋放密集層。也就是動植物水揮發物質被密集存留。熱層其實就是阻隔紫外線強對沖層。因為熱層與中氣層的氣候差別,引力作用下存留大量氣體適合我們生存。散逸層其實是能量衰減層。也就是說引力逐漸變弱了。也就是說800到3000km不是一樣的是由強到弱,由弱到無區域。這個層也會出現密度逐漸減少,這個密度是說大氣層中某些不受引力的物質在分離地球。宇宙吸走大氣層是錯誤的。不是大氣層所有的物質都離開了地球。是大氣層中不受引力的物質過濾到了撒逸層,逐漸離開地球。也就是說,天空的雲與雨已經過濾大量物質回到地球。所以說大氣被吸走是錯誤的。只能說大氣中的部分物質撒離地球。個人觀點僅供參考。



飄過河


因為地球的大氣不僅在被剝奪,也在不斷產生。地球的大氣處於一種動態平衡之中,並不會那麼簡單地完全逸散在宇宙中,這和地球的質量、地質活動等過程都閒逛。

地球的質量是地球保持大氣的重要因素,質量形成的引力可以將大氣的絕大部分牢牢地吸引住,使大氣的絕大多數質量分佈在距地面20公里以下的範圍內。但是地球受光照,光照在氣體分子上會使氣體分子的熱活動較為劇烈,所以地球大氣分子也會因為自身的熱運動和引力的平衡而向更高處分散,因此地球大氣層的厚度至少有1000公里,加上太陽風的衝擊,地球大氣甚至能夠延伸到距地球60萬公里的地方,接近2個地月距離。因為氣體分子質量很小,因此有可能在陽光和太陽風的作用下,脫離地球大氣層,逸散在宇宙空間中。這就是地球大氣不斷損失的根源,但是絕大多數的氣體被鎖定在距離地面20公里以下的地方,且地球大氣的總質量並不是只有損失沒有補充;地球磁場也能使得太陽風中的帶電粒子部分被改變方向,避免於地球氣體分子碰撞,避免了部分氣體的損失。

地球內部由於鎖定有部分地球形成過程中產生的熱量,加上放射性物質的衰變產熱,使得地球內部的溫度很高,溫度高的情況下物質的碰撞反應就相對比較劇烈,因此地球內部會產生大量的氣體,注入二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等等。這些氣體通過地球的地質活動,可以從地殼的薄弱處隨著火山噴發、地震等過程釋放到大氣中;而且太陽風中的帶電離子也會和地球物質相互作用,也能產生一些氣體。地球的生物活動也會產生大量的氣體,能夠利用大氣中的二氧化碳、氧氣等氣體,而代謝過程又會產生二氧化碳、氨氣、氫氣等氣體。地球陸地從不適宜生物生存到現在的生物多樣性,就是因為光合生物的出現,它們產生的氧氣在紫外線的作用下能夠產生臭氧,臭氧可以過濾陽光中的紫外線,使得生物得以在陸地生存。多種因素下使得地球大氣的總質量是動態變化的,某些年份會稍微薄一點,某些年份又會稍微厚一點。

地球的質量、磁場、生物、地質活動等共同活動造成了大氣的動態平衡,有產生有損失,並不會一直損失直到大氣層消失,而這種狀況在未來卻不是完全不可能的,因為太陽系的火星等天體內核活動就相對地殼停止了,結果是火星沒有濃密的大氣層,水體也大量散逸。這也是人類不停向外探索的原因之一,那就是找到一個可以代替地球的星球,人類終有一天是必須離開地球的。


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