如果地球距离太阳近一点的话,地球上的海洋是不是都会变成水蒸气?

时间史


这个问题看起来比较复杂,且没有真实可对比参照,很难想象。

其实,简化起来思考,就是一个处于太阳系中“宜居带”的宽度问题。

宜居带,其实就是指一颗恒星周围的一定距离范围,在这一范围内水可以以液态形式存在,由于液态水被科学家们认为是生命生存所不可缺少的元素,因此如果一颗行星恰好落在这一范围内,那么它就被认为有更大的机会拥有生命或至少拥有生命可以生存的环境。

宜居带定义的一个很重要参考因素,就是水能以液态形式存在。

1978年,天体物理学家迈克尔·哈特做了一个模拟计算,结果令人惊讶。他在计算中考虑了太阳光度随时间的变化。40亿年前,太阳的光度只有现在的70%。随着太阳光度的增加,宜居带向外推移。哈特将地球所处的狭窄条带随整个太阳系演变而向外推移的范围称为“持续宜居带”。

他的计算表明,如果地球与太阳的距离再远1%,在地球演化史上将会出现一个不可逆转的冰期,而如果距离再进5%,它也可能出于一个不可逆转的温室状态。假若地球的轨道更扁一些,上述的距离限制会更加严格。

在讨论宜居带问题之前,需要先引述“天文单位”的概念,并回顾几个重要数据。

天文单位,是天文学中计量天体之间距离的一种单位。以A.U.表示,其数值取地球和太阳之间的平均距离。

国际天文学联合会1964年决定采用1A.U.=1.496x10^8千米,自1968年使用至1983年底;又于1978年决定改用1A.U.=149597870千米,从1984年开始使用。

2012年8月30日第28届国际天文学联合会大会发表了B2决议,全票通过更改天文单位的定义。规定将天文单位的长度确定为149597870.7千米,不再是一个不断变化的数值。

地球半径:6378.137千米(赤道)
远日点距离:152,097,701.0km(地球距离太阳最远)
近日点距离:147,098,074.0km(地球距离太阳最近)

以上数据不难得到,地球距离太阳的距离本身也不是固定的,远日点与近日点相差4,999,627km(约0.033AU)。

事实上,现在很多人认为哈特计算的宜居带过于狭窄,因为有几个效应他没有考虑到,其中很重要的就是“二氧化碳—硅酸盐循环”其作用就像空调一样将地球的温度调节在一个合适的范围。二氧化碳含量现在只占地球大气的0.03%,但它是一种温室气体:它的红外线吸收性质可以阻止辐射到地球表面的热量重新发散到太空中。

二氧化碳—硅酸盐循环的调节开始于地表风化作用,当行星比较温暖时,充分的光照和降水冲刷作用会使得风化速度加快,此时,从硅酸盐中释放的金属离子将大气中的二氧化碳沉淀成碳酸盐,从而使大气温度下降。

当地表太冷的时,风化作用和二氧化碳的沉淀速率会下降,而火山释放的二氧化碳使温室效应增强,进而使大气温度重新升高。

这种负反馈效应使“持续宜居带”加宽,也让确定宜居带的条件变的更加复杂。

据此,美国滨州州立大学的天体生物学家詹姆士·卡斯廷和他的同事将“持续宜居带”定义为:在恒星周围的一个类地行星,拥有一个含有氮气、水和二氧化碳的大气,并且形成的气候可以维持以水为基础的生命。

1993年,他们推算出太阳系持续宜居带的宽度在0.951.15个AU(天文单位)。这个宽度比哈特计算的结果宽的多。不过,相对于AU(天文单位)概念,这个宽度实际上仍然很窄。

以0.95个天文单位的下限,也就是说地球整体轨道向太阳再靠近7,479,893.5km(约0.05AU)也是“安全”的,即地球上仍然有足以维持生命存续的液态水。

当然,如果真的出现这种情况,地球环境会比当前更加恶劣,局部地区的高温、干旱、暴雨、飓风等极端天气的出现频率会大大增加。如果有充足的时间予以生命的进化,人类也许完全可以适应“整体搬迁”后的新环境。

所以,回归题主的问题,可以从两个方面回答:

地球椭圆轨道自身的远近(远/近日点差)

如果地球距离太阳“近一点”的话,当这个“近一点”在4,999,627km(约0.033AU)范围内,地球运行轨道没有变化,一如既然的四季循环规律,完全不用担心海洋是否会被蒸发干,这或许并非题主问题的本意。

太阳系宜居带上下限范围(整体轨道迁近)

如果地球整体轨道(远日点和近日点)在7,479,893.5km(约0.05AU)范围内再“近一点”,假设不考虑天体间其他因素的影响(如轨道倾角和偏心率、万有引力引起的变形和潮汐等现象),短期内,由于极地冰川及冻土层

的融冰,补充了海洋中蒸发的水量,海洋不会出现干涸现象。

受太阳光照和太阳风的影响,地球大气层构成比势必会改变。大气水分子含量大大提升,循环速度及规模也会加剧。当达到一个新的湿度比后,依然处于规律的变化循环。


番外篇
如果这个“近一点”大大超过0.05AU时,太阳风会慢慢“吹”走地球外围大气(包含其中的水蒸气),海洋会持续蒸发补充大气中的水含量,最终导致海洋干涸。而由于臭氧层被极大破坏,温室效应和强烈紫外线等作用,在海洋干涸之前,人类早已无法在地球上存在。

一周刊


地球与太阳之间的距离可以说是恰到好处,是一种天然的极佳的搭配,所以才会孕育出十分罕见的地球上的生命。

如果地球离太阳近或太阳远一点的话,那对地球上的生命来说那就是极大的考验,那么我们现在就来说说地球离太阳近会是一种什么情况,如果地球离太阳近的话,是不是地球的表面温度会升高,当地球的表面升到一百摄氏度左右的时候,地球上的水无论是河水还是海水是不是就像我们家里的烧开了的水一样永不休止沸腾下去,水是有限的,总有一天水会烧干,就算是只有个80摄氏度那也不得了,地球上的水迟早也会被晒干或变成水蒸气蒸发掉的,也就是说有一天地球上就真的没有水了,就算那个时候人类再怎么发达,没有水了还能生存吗,所以说,现在的地球离太阳的位置是极佳的位置,偏上偏下都不行,甚至都不可能出现生命。

那么我们就来看看地球上下周围的邻居吧,地球是处在太阳系行星当中的第三位,这个位置是一个最恰当的位置,因而它造就了生命的成长,而在最近的水星和金星,由于离太阳太近其表面温度都是几百度那上面肯定没有水的生命也是无法在上面生存的,再看后面的邻居,火星,木星,土星等,这些星球由于离太阳太远,太阳光照射到那里后跟本没有任何的温暖,所那些星球上的温度特别的低,如果是晚上的话都会降到零下几百摄氏度,更别说还更远的海王星和冥王星了,那些地方就算有水的话那也是冰山一片,极度严寒。


书画大世界


是个有趣的问题。

我们认真考虑一下,太阳到赤道与南北极,距离相差多少?在太阳到地球的宇宙尺度来看,这点距离是微不可查的,但是现实中南北极和赤道的温度差异极大。

问题就来了,是太阳到赤道与南北极的这点距离差异,造成如此巨大的温度差吗?假如地球靠近太阳与此同样多的距离,南北极会像现在的赤道那么炎热吗?

答案是否定的。

太阳加热地球,不是直接温度传递,而是通过光辐射。

赤道与南北极的温度差异,在于对太阳光的折射和吸收不同。太阳直射赤道,阳光被折射少,吸收多,所以赤道温度高。射向南北极的阳光,被大气折射的多,吸收的少,所以南北极温度低。

理解上面的内容,再来看地球靠近太阳。此时只有一个数据发生变化,光照强度加大。相同的地球面积,收到的光数量变大了一些。

这会造成温度升高,但是随之而来就是水汽增多,类似于阴天,于是地表收不到阳光,阳光在大气层高处被反射折射和吸收,吸收增加的温度会流失到寒冷的太空,地球不会明显增加温度。热空气上升,冷空气下沉。

只有一种情况会显著增加温度,那就是没有水汽,晴朗的天空,阳光爆射地表,地表温度升高,二氧化碳之类的温室气体,阻止地表温度流失到太空,地球温度会持续上升。

但是这是不可能的。

原因在于地球有足够的质量,足够的引力控制大气。水蒸发到一定程度就会妨碍阳光照射地表。而水蒸气又被地球引力控制住,不会轻易逃逸。

这就是说,地球靠近太阳一些,不会温度增加很多。

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有一点,我也是最近才明白,地球的引力会在靠近太阳时,被太阳引力抵消更多,面向太阳的区域,大气受到地球引力会变小,大气会从这里漏向太空。地球的自转对此无能为力,地球的公转会让漏向太空的大气无法回收。地球会像彗星一样,留下那些逃逸的大气,逐渐减小自己的质量,进入恶性循环,好在质量的减小,地球与太阳的引力变小,地球会慢慢远离太阳,被太阳抵消的控制大气的能力上升。也就是会恢复到相对稳定的一个轨道。行星和恒星的博弈不是短暂的你死我活。

说一下我们所在经纬度的四季问题。相同的地方,为什么会有炎热的夏季和寒冷的冬季?不是离太阳的距离造成,而是看这个区域是否处于太阳直射区域。夏季,地球转动后,这片区域被太阳直射,散射折射的阳光少,吸收的阳光多,所以炎热。南北极在地球转动过程里,从来不被太阳直射,那里的阳光被折射的多,所以哪里常年寒冷积雪。

我这篇文字核心内容就是对光照的吸收和折射。有现实意义。现在都在说全球变暖,南北极冰层消融。官方说法是地球的保温效果上升,因为人类的二氧化碳排放量增加。那么我们就要问,当前大气中的二氧化碳等温室气体比例占多少?增加了多少?这一点大气比例的变化能够导致全球升温吗?

更合理的角度是,是否我们的大气折射率发生了变化,不能反射更多阳光,吸收了更多的光照,导致温度的变化?这个和温室气体的影响力是不同的,局部的细微的大气折射率变化,就能很大程度影响对阳光的吸收结果。


nqeebxyooj


关于这个问题,我认为大自然的变化均应存在正反二个方面的因素,我相信爱因斯坦的相对论。

现提出我个人的几点看法仅供参考: 1. 在宇宙中因地球是围绕着太阳公转既有近处也有远处,这从地球上的春夏秋冬便可体现出。那么地球中的水究从何来,我的推测:是从地球冰封期的冰雪中,被太阳温差不断镕化,同时又不断循环作用而来,当冰雪、冰川镕成水之后并不断流向低谷,因此地球上就出现山川、陆地、江河湖与海洋,然后再慢慢地诞生植物覆盖地球大陆和山川,当有了大面积植物出现并不断发展广茂的成绿色地貌,相应植物便会从地下与空间吸收大量的水分和矿物质,然后这种水分和矿物质再与江河湖泊海洋水中的矿物质,在太阳的热温的作用下化为水蒸的晶体和气体,然后再通过地球自转运动及海洋流所产生的巨大气流冲向天空,故而形成一种清洁而又有益的化合元素的大气,当这种大气在地球上空形成到一定厚度,便有着抗太阳热与抗紫外线和将进入地球的外来陨石烧化或爆炸的能力,这应该就是我们地球上空大气层保护神。

现再回到主题,我想如果太阳蒸化海洋越多,而这种蒸化的水晶气体在巨大气流的作用下被带向天空,前去补充大气层的厚度,也有相当一部分会化为水晶云层,并通过地冷暖气流等作用化为雨水和冰雪,故而重回地球,因此而形成地球上水的循环。

2. 假如地球绕到太阳赤道部位,故使地球产生高温,我想那也会有近面和远面之分,在近面时地地与海滩会受到烤热故而膨胀,因此就会吸收大量的海水入地储存,当地球远离太阳面,地球受寒冷就会慢慢收缩挤压储存的水,并通过相应的温差转换,从天地间重回地表和海洋,这也是有可能的。

当然地球如处在太阳赤道部,地球上的水也有可能被太阳高温蒸化一部分,但在地球离太远面时,地球上的各类有关矿物化合元素、树林与各类植物,在地温的作用下所,故而产生水蒸气和水晶形转化为新的水源,并起到新陈代谢的作用。总之我们的太阳系在没有绕到银河系的赤道部位,地球上空没有出现二个以上象太阳一样的恒星,地球上的水是难以完全被蒸化的。

3. 除非我们人类工业无休止地排放大量的有害乌烟、气体和不断的常规战争与核大战等,所造成的无限有害乌烟和有害气体冲向天空,严重地破坏大气层保护神,故而迫使地球难以起到自身新陈代谢的作用,到那时地球就算处在太阳系不变的部位,我们这个地球上海洋的水也就有可能被慢慢蒸化而无再生,所以保护地球大气层,就是保护地球万物和人类。

岁月长流 衡阳少华 于2018年12月9日午夜作


岁月长流衡阳少华


几个大的耀班,太阳风就把地球大气吹跑了。地球前移到金星卫置不大。在地球前面有个超巨态行星,磁场强大,地球可往地走到水星金星之间距离4分之三。加上地球内部铁核,自转,与太阳之间摩擦产生磁场。水温90度,不适合人类生存。换成红婑星,太近,适居带,也不行,综合因素,天时地利。


天明蜂业


悟空实为愚公!成天提这些荒唐的问题占用网络资源有何意义?


老葉先生


越靠近太阳,地球的温度也就越高,自然海洋中的水温度也会升高,越来越多的液态水变成水蒸气。温度的升高,也会让大气中的分子运动更剧烈。

现在地球的大气就在不断的减少,当然这里面也包括了水蒸气。温度升高会加剧这一过程,直到所有的水被蒸发。


她们叫我小鱼


这要看近多少距离了,挥发量肯定增加了


外星人4013


错、主要是高低级动物生存问题、


用户6112395723365火


地球离太阳近一点只要人类可以生存,海洋水不会变成蒸气。


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