地球有一个厚厚的大气层,为什么近在咫尺的月球没有大气层?

郭哥聊科学


说月球没有大气层也不是很准确,确切说月球有一层非常稀薄的散逸层,分布着极其稀薄的气体和其他物质的分子,太阳系的行星卫星都有这样的散逸层,只不过十分稀薄。

月球没有地球这样的大气层主要有两个因素,质量和磁场。质量使得天体可以从宇宙空间中吸引气体,尽管宇宙空间中气体十分稀薄,但它们依然有质量,就会被质量巨大的天体吸引,另外由于物质的热运动,物质附近都会有很稀薄的该物质分子(原子)存在;二是由于月球没有足够强的磁场,太阳强烈的核聚变活动,使得太阳边缘稀薄的物质在核聚变释放的能量的作用下向远处喷发,这就形成了恒星风暴,多是射线和带电粒子组成,它们会和天体表面依附的气体相碰撞,会有少量的气体分子被撞出行星引力束缚的范围,尽管十分微弱,经历长久的时间,依然可以将天体附近稀薄的气体吹散;三是由于月球本身含有的放射性物质,其中一些放射性物质衰变时会产生氡气等气体。

月球没有磁场,太阳风的影响更加剧烈,使月球不能保持大量气体。不过月球也是太阳系的一员,太阳照射时依然会使月球地表升温,我们都知道物质的热运动和温度有关,月球白天的时候地表温度在100℃以上,温度越高物质的热运动越剧烈,月球表面的物质会有很少一部分由于分子的热运动逸散到空气中;另外由于月球物质中也有很多放射性物质,其中部分物质在裂变的时候会产生氡气等气体。这两个因素就已经使月球表面会有很稀薄的气体,加上太阳风本身就蕴含着带电粒子等,又会与月球表面物质作用生成很稀薄的气体。

只不过由于月球质量小,没有磁场,就算会有气体产生,也会较为迅速地消散。加上地球的大气层由于太阳风等因素影响,最远可以延伸到60多万公里之外 ,远远超出地球和月球的距离,地球周围还分布着两团气体云团。就连宇宙中都没有绝对的真空,无论到了宇宙哪里都会有极其稀薄的物质存在。


来看世界呀


很高兴回答你的问题~。

是的……一般情况下我们认为月球的大气层基本是可以忽略不计的。它表面的大气太稀薄了,基本上认为是真空环境。

一个星体是否能有大气层,主要是受到下面几个因素的影响:

很重要的是取决于星体本身的质量。

足够的质量才能产生足够大的引力,当气体分子无法克服星球引力作用,自然也就无法逃逸,吸附在星体表面了。

另外是否有磁场以及星体所遭受的恒星风的强弱也会影响大气层的维持。

恒星风是会带走气体分子的,但是如果星体有磁场包围,那么就相当于给自己筑起了一道看不见摸不着的抵御恒星风的防线。

简单以地球为例来说吧,在太阳系中,我们一般就考虑太阳风的作用。太阳风其实是高温度、高速度、低密度的粒子流,它本身也是有磁场的。太阳风的磁场作用在地球磁场上会出现绕流,就好像地球磁场在地球表面构筑了一个金钟罩,太阳风沿着保护罩外围向前,地球本身则避开了太阳风的直接影响。

太阳风和地球磁场

还有一点,大气层中的气体分子类型也对大气层有所贡献。

比较轻的气体分子像是氢元素,很容易被恒星风带走,也更容易在分子碰撞中达到逃逸速度,这都是不利于大气层维持的~。


地球是有大气层的,因为它质量足够,有磁场,而且和恒星——太阳有一定距离,太阳风多数情况下也不是很极端很强烈,这些都有利于地球大气层的保持。而月球没有大气层的原因,很重要的一点是它质量太小了,月球的质量只有7.349×10²²千克,是地球质量的1/81左右。

质量小也就导致了月球无法提供足够的,能吸引气体分子形成大气层的引力,这也是它没有大气层的主要原因。

另外就是磁场。月球其实是有磁场的,但是总体强度很弱。而且也不像地球一样,磁场南北分布对称,月球磁场分布很不均匀。因为月岩本身是没法产生磁场的,目前比较主流的观点是远古星体撞击,在月球上留下了一些含磁的星体碎片导致的。

地球磁场分布

月球上的异常磁场

因为月球的磁场应该是外来星体撞击导致,所以它的磁场强度长远来看其实是越来越弱的。而且即使是在月球背面,磁场最强的区域,磁场强度也比地球磁场小的多,这也使得它抵御太阳风的能力也很弱。


不过呢,有科学家研究发现月球并不是一直都没有大气层。

大约35亿年前,月球很可能也是有大气层存在的。当时月球上被岩浆海洋覆盖,表面温度极高,这样一些容易挥发的金属元素大量蒸发,累积的速度比比宇宙逃逸速度更快,从而使月球表面有一层金属大气层包裹。

不过后来等岩浆海洋冷却之后,古代月球的大气慢慢也就散掉了。

希望我的回答能够帮助到你,觉得有用的话就点个赞吧嘻嘻。


不吃肠的大肠


地球有一个厚厚的大气层,为什么近在咫尺的月球没有大气层?

太阳系中有大气层的天体除了地球外,还有金星、火星以及土卫六(太阳系唯一有大气层的卫星),除开这几颗天体之外,其他的不是气态行星就是孤零零一颗行星,比如水星,还有冥王星,当然现在冥王星已经不是行星了!那么距离地球那么近的天体,月亮为什么没有大气层呢?毕竟地球的大气那么丰富,形成之初就不能匀一点给月亮吗?

其实一颗天体能不能留得住大气,并不是看它周围的气体元素是否丰富,而是要从它的质量产生的引力是否能留得住大气,那么我们简单了解下月亮能留住大气吗?

一、月球的环绕速度和逃逸速度

月球是距离地球最近的天然天体,它的主要参数如下:

月球直径:3476.28千米

月球质量:7.349×10??千克

根据这个质量我们可以计算出它的环绕速度和逃逸速度,分别如下:

G为万有引力常数:G=6.67259×10^-11N·m?/kg?

那么简单计算即可了解2821226.3632388645333517438181044

2821226363.2388645333517438181044

第一宇宙速度:V=1679.650667米/秒

第二宇宙速度:V=2375.38475米/秒

简单的说第一宇宙速度就是物体环绕天体运行的圆周速度产生的“离心力”已经和天体对它的引力相等了,因此只要保持这个速度,这个物体就可以一直保持在这个轨道!

第二宇宙速度就是物体环绕天体运行的速度产生的离心力已经超过了引力对它的束缚,它就一去不复返了!

二、气体分子运动的速度

气体分子并不是静止不动的,而是不停在做无规则的布朗运动!

只有温度在绝对零度以上(-273.15℃),那么分子的热运动就永不停息,当然这个分子运动也有速度的哦,而且只要有速度产生就会产生相对应的“离心力”,它们同样遵守“离心力”与引力之间的关系!

氢分子在27℃时运动速度就达到了1934.24米/秒,而氧分子在27℃时平均速度为480米/秒,到了127℃时就上升到560米/秒!气体分子运动速度计算公式如下:

平均速度v=√(8kT/(п*m))=√(8RT/(п*M))≈1.6*√(RT/M)

我们就不来罗哩叭嗦的陈述一个个参数了,直接简略解释下约等于后面的参数:

R为气体常量,R=8.31J/(mol*K)(气体状态方程常数)

T为热力学温度,单位K

M为摩尔质量,单位kg/mol

我们计算下480K时,代入上述公式计算氢分子的运动速度大约为:2446.6467米/秒!

很显然这个速度已经超过了月球逃逸速度2375.38475米/秒!

但您肯定发现了一个问题,因为月面温度并不能达到480K,而只有430K左右,而相对应的氢分子运动则只能达到2315.7137米/秒左右!不能逃逸?其实这就大大低估氢分子的能力了,因为它还有一个助力者,而并不仅仅是月面的温度,主要还有来自于太阳的高能粒子的碰撞助力!此时已经处在月球高空的氢分子非常容易即可从月球的引力束缚中逃逸!(月球无磁场保护,太阳风中的带电粒子可以长驱直入也有部分关系)

而氧分子的运动逃逸也是类似的条件,与氢分子一样,这个助力同样来自于太阳辐射中的高能粒子,碰撞氧原子获得逃逸速度,而地球大气高层的逸散层每天都在逃逸大量的大气,据估计每年约有超过十万吨的气体从大气顶层逃逸!

所幸的是地球气体补充能量十分强悍,回血主要来自于水蒸气的热解,火山喷发的大量气体以及星际尘埃和彗星类天体补充地球丢失的大气与质量!据估计每年进入地球大气层的物质超过20万吨!

当然即使地球7.9千米/秒的环绕速度,以及11.2千米/秒的逃逸速度都留不住氢分子,月球就更不用说了,它留不住绝大部分气体分子!当然极其微量仍是有的,在月球的大气中,每立方厘米大约只有100个分子(地球大气每立方厘米约有1000亿分子),所以直接忽略吧!

三、相传月球曾经拥有过大气层?

如果要这样来形容打个擦边球也可以,在月球形成初期的火山喷发中确实有这样的说法,根据雨海盆地的熔岩量计算出月球在35亿年前内部大约喷出了10万亿吨气体,按月球体积与大气分布计算,这个大气压约为火星1.5倍,当然火星的大气压也仅仅是地球的1%而已!不过月球质量太小,并不能有效留住气体,最终它还是落了个如此孤家寡人的下场!


星辰大海路上的种花家


第一:大气层的来源

地球为什么可以有大气层呢?首先是大气层,基本大型行星都会有,因为在光照之下,会有化学反应产生大气,这个是大气的来源。所以,大部分行星都有过大气层。


第二点:行星能不能捕获住大气呢?

这里有两个关键的,第一个关键点,是行星自身的质量是否够大,产生的吸引力是否足够。吸引力够不够,这个与速度有关,如果行星的运行速度非常快,那质量就要非常大。第二个关键点,是抢,会不会有外力来抢呢?比如太阳系中,就有一种叫太阳风的东西,它是从太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。在不是太阳的情况下,这种带电粒子流也常称为“恒星风”。太阳风是一种连续存在,来自太阳并以200-800km/s的速度运动的高速带电粒子流,最猛烈时可达每秒800千米以上。这个就是使得月球上的大气的速度倍增,而吸引力不够捕获的关键所在。所以我们可以认为,月球曾经是有过大气层的,只是后来被持续不断的太阳风给吹跑了。


第三点:地球有磁场

之所有地球可以阻碍太阳风,是因为地球有强大的磁场,使得太阳风被改变了方向,吹不到地球上。当哪天地球的磁场消失时,那将是灭顶之灾了。从某种意义上说,磁场可能是我们生活的第5维,第4维是时间。也许我们哪天能发生磁场更大的秘密时,我们就进入5维世界了。


总结:感谢地球有磁场的保护,现在科学家都在关注磁场的变化,以及能否人工创建大型磁场。我们都知道电可以产生磁场,但是电本身就是磁场的切隔运动而来的。好像进入了鸡生蛋的死循环中。


汽车智能分析


月球之所以没有大气层,是因为月球的质量太小,引力也就小,所以就算月球可以产生气体,这些气体分子也会挣脱月球的束缚。


但是我们可能会好奇为什么只有月球一半大的冥王星却有稀薄的大气呢。这是因为太阳的原因。众所周知,太阳一直在源源不断的射出带电粒子流,也就是我们所说的太阳风。


地球正是因为有磁场的保护,才可以免受太阳风的袭击,大气层才收到了保护。但月球就没那么幸运了,月球上是没有磁场的,即使月球产生了微薄的大气层,也会被太阳风吹散。

同样的,冥王星也是因为有了磁场的保护,才得以拥有微薄的大气层。

所以质量比地球小的星球就不能形成厚厚的大气层,比如水星,火星也只是很薄的一层。比地球质量大的星球比如木星,土星,他们的大气层远远比地球的大气层厚,以及天王星和海王星,这些星球的大气层甚至超过了中心的固态核,所以被定义为气态行星。


星球上的科学


目前为止我们的地球仍然是太阳系内唯一拥有生命的星球,科学家们也一直在研究地球为何能诞生生命


主流理论认为地球生命的出现要归功于“宜居带”和“恰到好处的磁场”,前者保证了液态水能够稳定存在于地表,后者保证了太阳的高能带电粒子在经过地球时会被偏转从而避免杀伤地球生命。

其实除了宜居带和地磁场外,地球大气也是维持生命存在的重要因素,有意思的是38万公里外的月球同样处于宜居带内,但它为什么没有大气呢?


原因在于月球的质量和地球相比实在是太小了,1798年卡文迪许用扭秤测定万有引力常数并计算出的地球质量是60万亿亿吨,而月球的质量仅仅只有7350亿亿吨,大约只是地球81分之一,这就导致月球的逃逸速度只有2.4km/s,所以气体分子很容易就能脱离月球而不是被月球引力所捕获。

除了引力太小外,月球也并没有地球一样发磁场,这意味着太阳的高能带电粒子会“吹散”月球可能存在的大气层。

其实大气层这种东西在宇宙中并不是稀有,太阳系内除了水星以外的行星基本都有大气层,而且木星和土星的卫星也基本都有大气层,区别只是大气成分不同而已,总体而言“裸星”在宇宙中反而很少见。


宇宙观察记录


主要是质量小,又没磁场保护,还离太阳近,绝大部分气体都会被太阳风吹走,受热释放的量也很小,只剩下极其稀薄的一点点,也一直在流失。


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