每分鐘都有400磅的氫氣從地球大氣層逃逸到外太空,地球有朝一日會變成火星嗎?

法蘭西is培根


地球是一個有著濃厚大氣層的巖質星球,我們人類和其他萬千生命物種就生活在地球的大氣層中,它是地球的最外圍部分,其厚度雖然沒有固定的說法,但是比較濃厚的部分至少有50公里厚。



大氣層也是地球上生命物種的保護層,它不單可以阻擋很多小行星的襲擊,更可以阻擋絕大部分的宇宙射線,大部分的小行星撞擊地球時,都會在地球大氣層中解體並氣化掉,這樣就大大減緩了小行星撞擊地球的力量,不然大質量的小行星如果沒有地球大氣層的阻擋,將會直接撞碎地殼,導致地球上發生大規模地震和火山爆發的現象。


大氣層中的臭氧層和電離層也阻擋了很多宇宙射線和太陽紫外線的輻射,不然的話,地球生命物種將難以抵抗這些宇宙射線的傷害,這會對地球生命物種的生存和進化造成很大打擊和干擾。

地球大氣層總質量高達6000萬億噸,約為地球總質量的百萬分之一,但實際上地球大氣層也時刻都在被太陽風剝離,因為太陽耀斑等噴發出來的太陽風速度非常快,可達每秒鐘500~1000公里,這些太陽風在太陽系所在的宇宙空間中橫行無忌,雖然地球大氣層有磁場的保護,但是還是會有部分太陽風會吹拂到地球的大氣上,導致地球高層大氣中部分氣體(主要是電離狀態的氫和氦原子)被吹走。



另外,由於地球高層大氣中的氣態分子非常的稀薄,據美國衛星觀測地球大氣最遠端可達63萬公里(一般認為不再屬於地球大氣層),就連月球運行都處於其中,那麼這些地球高層大氣也會在運行的過程中自行散逸掉一部分。


有科學家計算,每分鐘地球大氣層都會被剝離400多磅,差不多有180多公斤,這還是個很保守的計算,但這樣算下來,地球每年也都會失去10萬噸左右的大氣。那麼這樣下去,地球的大氣層是不是越來越少了呢?

實際上是不會這樣的,因為地球大氣在丟失一部分的同時,也在捕捉一部分,地球在環繞太陽運行的軌道上,也會捕捉之前遺留在軌道上的部分氣體離子和分子,同時也有一部分太陽風中的氣體離子會被地球捕捉到。



另外,地球上也會製造一些氣體。比如植物進行光合作用將二氧化碳生成碳和氧氣,動植物的呼吸作用可以將氧氣轉化成二氧化碳,生物的一些生理作用可以產生一些氨氣,另外地球的火山噴發會產生一些二氧化碳二氧化硫氣體等,動植物遺體的發酵作用會產生一些甲烷氣體等等,總體上地球的大氣層在增減之中保持著平衡,所以一直是一種不多不少的狀態。


人類的方向


雖然地球這個大胖子足夠大,萬有引力能牢牢抓住厚厚的大氣層,正是這一層“棉被”,給了地球生命誕生、進化,並最終走向繁榮。

但這層寶貴的大氣,卻每分鐘都在逃逸。

根據ted演講,這個逃逸速度為每分鐘400磅氫,6.6磅氦(約185kg)。如果把時間尺度拉大到年,那一年會有96937噸的大氣物質逃逸出去,再也不回來。聽著好像還挺多的樣子呢!

外圍大氣都是離子狀態,說是氫氣,並不科學。

氫是最輕的例子,在地球大氣層的外圍,是被一圈氫離子包圍的,因為它足夠輕。

當然,它們不是忽忽悠悠就自己飄出去了,而是被“風”吹跑的。

更準確的說,它們是被太陽公公給吹跑的。

太陽在給地球帶來輻射能,滋養萬物的同時,強勁的太陽風(速度可達每秒數百公里)也會吹亂地球的“頭髮”。

天上的彗星就是最好的例子,你看到的長長的彗尾,那就是太陽風的傑作。

小小的彗星都會被吹的這麼凌亂,帶著厚厚大氣的地球,就更會風中凌亂了。

如果能看到,估計“風中”的地球大氣,會是這個樣子。

那麼問題來了,戶不會那天,太陽風會把地球的大氣給吹個精光,讓地球變為火星。

首先,地球大氣總質量大約6000萬億噸,按照一年96937噸的速度,太陽至少還要619億年才能把地球大氣吹光。

依照這速度,宇宙滅亡的那一刻,地球的大氣層還裹的嚴嚴實的呢。

而且,因為地球磁場的存在,以及萬有引力本身的作用,太陽實際上只能帶走極外圍的大氣。想對裡邊更多的大氣動嘴,就沒那麼容易了。

所以,只要強大的地球磁場存在,太陽並不能把地球怎麼樣。

那麼終極問題就來了,萬一哪天地球磁場消失了呢?!

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科學重口味


我覺得是地球雖然每分鐘都在發生氣體逃逸現象,但是地球是不會像火星那樣變得空氣稀薄的。為什麼呢?

首先,不管每分鐘有多少磅的氫氣從地球的大氣層逃逸到外太空,這是很正常的。氫氣是宇宙當中最輕的氣體,它的密度只有0.0899克/升。雖然地球的質量也非常的大,但是引力還是無法阻止地球上的氫氣發生逃逸的。因此在地球大氣層中,氫氣的含量是十分低的,只有大氣層總量的百萬分之一。即使是這樣地球上的氫氣也是有補充的。水在地球上是非常豐富的。地球上的水會在特定的情況下被分解產生部分氫氣。

圖示:地球大氣層

其次不光是氫氣,地球大氣層的其它氣體成分也是時時刻刻在發生逃逸的。地球大氣層的總質量大約是6000萬億噸,每年逃逸到太空中的氣體大約有幾十萬噸之多。地球從誕生到現在也有45億年之久了,為什麼地球上的空氣還沒有逃逸乾淨呢?這是因為地球是一顆充滿生命力的星球。地球上的活躍的板塊運動每天都會從地球內部排出大量的氣體;地球上的生命活動每天也會產生大量的氣體補充到大氣層當中。因此地球上大氣總量整體上保持平衡,不存在空氣越來越稀薄的問題。

圖示:火星大氣層

另外,地球大氣在未來的很長的時間內會保持穩定的。地球要比火星存在很多優勢可以保住濃厚的大氣層。

地球的質量要比火星大得多。地球的質量大約是火星的10倍,因此地球的引力要比火星大得多,氣體不容易從地球上逃逸到太空中。地球擁有強大的磁場可以對抗太陽風暴的侵蝕。如果一顆行星沒有磁場的保護,太陽風可以輕易的將其大氣層剝離。火星因為磁場非常的弱,加上引力又小,在太陽風的剝離下,已經變得非常的稀薄了。但是地球情況就不一樣了。地球磁場可以將太陽風對大氣的影響拒之於千里之外。

圖示:地球磁場

如果有一天地球大氣失去了地球磁場的保護,直接暴露在了太陽風之下的話,地球大氣會越來越稀薄,但無論如何也是比火星上的大氣要厚很多的。

這是我對此問題的一些看法,歡迎大家點評!


我就是兔斯基


當代世界,文化界有寫科普的人,但更多的是寫科幻的人。科幻的純想象成分更多,科普的合理更強一點。我們這些讀者,其實並沒有什麼科學上的基礎知識,只是好奇而已。我認為可以看,但不要因看害怕天塌,沒有的事。那都是影子,不會真實,真實的只能在你的周邊,你每天都能看到的。但最好不因看多了而熟視無睹,即便是真實的,也是無時無刻不在變化著的,與影子實際上並沒有什麼兩樣。讀科普,科幻,應抱著增進自信來讀,內容上在讀時宜用排除法地開讀。我知道,現如今,人在中國,唯恐天下不亂的人已經很多很多很多很多了。你自已因讀而亂,那就得不償失了,不如不讀,你還能活得更好,更安定,更團結。為主是自己應發現生活的種種隱患,努力而及時地自我排除掉。鄧小平教導我們說:“天塌下來有高個子去頂”所以不必害怕的,地球天天會轉的,沒人也會轉,信嗎?與其被嚇死,騙死,不如為自已想死,乾死。小命才是自已的,小命決不能被任何人捏在手裡,生死被人決定了。


李198588733


地球磁場是地球大氣層和地表水的保護神,而地球內部能量又是地球磁場的保障,一旦地球內部能量逐步耗盡?則地球磁場也將逐步消失殆盡……水星金星就是因為各自的能量耗盡,才變成今天的這個樣子。估計我們地球將來的樣子就是今天水星金星包括火星現在的樣子了?


普天行


我認為會的,少則百萬年,多則上億年

地球上的植物,動物逐漸滅絕,能產生氣體的東西越來越少

地球逐漸靠近太陽,太陽溫度逐漸升高

我相信現在的金星,就是未來地球的樣子


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