03.06 地球的总质量是不是一直没变?

李夜顺


地球质量不变只存在完美的理论上,实际上不可能不变。主要有以下几个原因。

一是地球外部大气层会逃逸到宇宙空间,这是不可避免的。地球大气层与太空并没有明显的分界线,距离地球越远空气越稀薄,到了一定高度基本上就可以认为没有空气了,那里收到的地球引力很小,所以稀薄的空气更容易逃离地球,再加上太阳风的帮忙,地球肯定体会损失一部分大气,但相对于地球大气总量,损失的部分非常小,可以忽略不计!

还有就是陨石会不断地落到地球上。有些人会有疑问,为何我很少见到落到地面上的陨石,这很正常,因为经过大气层时,大部分陨石都因为空气摩擦燃烧殆尽!实际上如果你家住平房,过几年之后你收拾你家房顶,会发现有铁质残渣,那就是陨石!

还有地核内部的核裂变反应,太阳光照射到地球后被各种植物吸收,而能量与质量本来就是一回事!

虽然地球用质量会变,但变化非常非常小,不会对地球又显著影响,而地球本身就处在动态的平衡中,所以我们没有必要担心地球质量的变化,甚至我们可以认为地球质量没有变化!


宇宙探索


事实上,相对于地球减少的质量而言,地球每年的总质量都在增加。

每年都会有大量的流星、陨石及宇宙尘埃等星际物质进入地球大气层,不过大多数质量都很小,很多陨石在进入大气层到坠落地表的过程中被磨碎了,一般很难注意到。据科学家粗略估计,地球的质量每年都会增加至少1万~10万吨。地球总质量约60万亿亿吨,也就是说地球每年总质量会增加约6万亿亿分之一,这是多么的微不足道。



地球质量的减少主要来自于人类的航天活动及外层大气的逃逸。

人类探索太空已经有几十年了,航天发射也有上万次了,除了少数的太阳系内的探测器以外,大多数都是卫星,最终还是会坠毁在地球上的,或者成为环绕地球的太空垃圾。据统计,这几十年来人类发射的航天器总质量连10万吨都不到。人类向太空发射的航天器,相比于地球的总质量而言微不足道。


地球上的大气虽然受地球的引力束缚,不过由于太阳风的影响,地球每年会损失数十吨大气,这些大气分子最终都逃逸到外太空去了。不过相对于地球大气层的总质量及地球的总质量而言,这根本不算什么。

即使现在地球的质量突然减少100万吨,对地球的运行也没多大影响,地球的自转周期与公转周期都不会有什么太大的变化,地球的公转轨道也几乎不会改变,因此不必担心。

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科学探索菌


不是的。地球的总质量每天都在发生变化。有这么一些原因。

外层大气的逸散

地球的外层大气,无时无刻不在遭受太阳风的骚扰。太阳风是太阳释放出来的高能粒子。他们有非常高的能量和速度,在轰击到地球的大气层的时候,会把能量传递给地球大气层顶层的气体分子,形成电离层。这些获得能量的气体分子,除了贝店里之外,还会获得强大的动能。又处于大气层的顶端,应力较弱,因此就有可能脱离地球的控制。鉴于地球质量尚可,因此地球的引力对目前大气层来说还是有足够的控制力的,所以这一部分的损失是比较微小的。


陨石的坠落

而另一方面,由于地球的引力作用,一些从地球身旁溜过的陨石,或者说是彗星遗留下来的残片,便会坠入大气层。据科学家估计,每天都会有44吨的陨石落到地球上。而遇到流星雨的季节,这个数量还会暴涨。而如果一不小心,几百万年甚至上亿年间还会有各种尺寸的陨石甚至是小行星撞到地球上,给地球添砖加瓦。😂

上图:全球撞击坑投影图。亚洲和非洲部分地区的投影较少,可能跟西方研究者的数据不全有关。

上面谈到的是地球主要的质量变化因素。还有一些微小的质量变化因素,包括:

地球内部的重元素的核裂变

地球内部有很多放射性重元素,它们会随着时间内变并同时丢失少量的质量。这些丢失的质量转化为能量,形成地热,逸散到地球表层。有可能被地球表层的某些物体吸收,也可能辐射向太空。

地球相对论总质量的变化

物体的相对论总质量跟物体所具有的总能量相关,也跟观察者的选取相关。观察者的选取是一个人为因素,这里就不再考虑。但是总能量当中非相对速度的部分,还是可以纳入考虑的。每天太阳向地球辐射大量的热量,还有宇宙微波背景,其他星球辐射的光线被地球吸收,都能够增加地球的总能量。而这部分总能量也可以通过爱因斯坦质能方程转化为相对论质量。


小宇堂


这个问题,和我之前回答的“地球会因为总质量的不断增加而偏离现行的轨道?”,本质上本有太大区别。因而以下为此前答复的摘录,感兴趣的朋友也可以关注或查阅历史答案。

讨论地球总质量,如果是仅从地球的闭环生态链考虑,可以认为地球质量没有增加和减少。而事实上并非如此。

一、地球物质外出逃逸

我们都知道地表外围包裹着厚厚的大气层,且由于地球的强大引力,使得大气不至于跑到外太空。其实,这是一个相对说法。

地球大气层随着高度增加而变得稀薄,在距地2,000-3,000千米的高空薄到近视外太空,这里也被称为大气层上界。然而这并不是一条清晰的分界线。还是会有极少量的大气脱离地球束缚而逃逸,特别是当太阳活跃年份的太阳风刮过来,“吹”走的地球大气数量将大幅上升。

据推算,像这样一点一滴逃逸的大气,每年也能达到几十万吨。然而对于地球大气总量6,000万亿吨来说,逃逸的占比要排到小数点后第11位,说九牛一毛一点不为过。

二、星际物质进入地球

虽然从逃逸的角度来看,地球质量在减小。但地球身在宇宙中,总会时不时遇到无主四窜的星际物质。这些星际物质大多是小碎片,偶尔也有个头略大的小行星。

星际物质的成分也非常多样,有冰、硅酸盐、铁、镍等,甚至有些还夹杂有氨、核酸、脂肪酸、色素和约11种类氨基酸。

他们在被地球引力捕获后进入大气层,由于与大气层的摩擦产生的高温,使得绝大多数物质融化气化,熔融燃烧,或碎裂解体,最终未能直接到达地面。但也有一些顽强的小家伙撑到了最后一刻,撞击到地表,形成各类陨石。全球现存有记录的陨石多大4万多枚,其中最大的是纳米比亚-霍巴陨石,其表面积超过6.5平方米,重约60吨。

这些造访地球的星际物质多数来自于火星和木星间的小行星带,间或有太阳系柯伊伯带及系外太空的稀客。别看地球上的陨石貌似很罕见,其实像这样造访地球的物质每天高达5万吨,其最终都融入了地球的质量大家庭。

三、质量变化对运行轨道的影响

对比地球物质的减少量和增加量,总体来看地球总质量是在不断增加的。质量的增加,必然会对地球轨道产生影响。

不过不要着急,要细究这个轨道影响的程度大小,那就不得不考虑太阳和地球的家族兄弟的质量变化。毕竟万有引力的关键点之一是两个物体的各自质量,而大家靠的近,相互间没点磕磕绊绊怎么能成为好邻居呢?

哇塞,好像好复杂的样子,算不来了,必须得交给科学家们去演示、推导。

不过话说回来,地球这个质量增加的速度也着实在令人着急,怎么说也是有着5.965×10^24kg质量的庞然大物,其每年增加的质量占比地球总质量,依然排在小数点后第15位,姑且称之为九万牛之一毛。

即使再过10亿年,地球增加的质量也才占当前的万分之一,而地球自诞生之日到如今也才45亿岁,人类自诞生至今才四五百万年。

所以,不用担心太多,地球不会因吃的太饱而抛弃我们自个儿去玩。


一周刊


地球是每时每刻都在膨胀,因为地心温度达10000度且在运动着,并且还发生裂变现象,当然不像太阳那么剧烈,因此地球在逐渐膨胀着,由于地球在膨胀,造成地球板块之间活动,地震就是板块移动造成的。几千万年前南美洲和非洲是整块连着的大陆,就是地球膨胀造成的,由于地球膨胀大陆裂谷越来越宽,达到一定宽度海水淹没不至于岩浆噴出!海水起到冷却岩浆恶作用,这样就推翻了大陆漂移学,即使大陆漂移也是因为地球膨胀造成的!


用户7540170474976


当然有变化 地球和太阳都不按规矩跑了,细心的人能发现


梦幻知音1


质量在减轻吧,社会生活中消耗了很多东西,看似质量没变,但很多东西一部分质量转成能量消耗掉了,而这个过程目前是不可逆的


火烧云125


地球的总质量会随着天体间运动的碰撞、吸聚,有所增加。另一方面,太阳也是以光和热的方式,向地球传递能量,而这些质量与能量一但进入地球的引力范围,就被地球引力锁定,很难逃逸。

但是要知道,地球这么大的天体,如果仅靠以上方式质量的添加,对地球軌道是没有影响的,较大天体的合并除外。


贺杰说



华北五角枫


因为有大气层,内部肯定不会减少,或者可以忽略。外部进来的陨石也不多,毕竟人类还在地球人上生活。所以大变化不会有,除非小行星撞地球。那研究这个问题也就没有意义了。


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