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地球上的空气为什么不会流入太空呢?其实是会流入的 , 只不过我们目所能及的地方 , 空气不会流失罢了 。
地球是一个被大气包裹的岩质行星 , 而这层包裹我们的大气就被我们称之为地球的大气圈 。 大气圈是地球生态的重要保障 , 或者说是基础所在 , 如果没有大气 , 动物便无法呼吸 , 如果没有大气 , 宇宙高能射线分分钟就能将我们的DNA斩断 , 如果没有大气 , 地球上就不可能有风雨雷电等自然现象 , 地球的水圈循环自然也就无法达成 , 总之 , 倘若没有大气 , 地球就会变为一颗普通的岩质行星 , 和我们所知的其它岩质行星一样一片死寂 , 没有生机 。
那么地球为什么能够拥有大气呢?地球大气又为什么不会流失到太空之中呢?地球能够拥有大气 , 自然是因为地球的引力作用 , 而说地球大气不会流失 , 则是完全错误的 。
两者之间的引力与距离的平方成反比 , 所以距离地球越远 , 引力作用则越弱 , 在与地球距离足够远的地方 , 引力不再能将大气分子牢牢束缚 , 于是少量的气体分子便会散逸到宇宙之中 。
会流入太空的只是高层大气 , 而我们目所能及的地方 , 空气并不会流失 。 地球的大气结构从下往上可以分为对流层、平流层、中间层、电离层和外层五个部分 , 对流层是我们最为熟悉的部分 , 它的平均厚度约为12千米 , 所谓对流层 , 就是冷暖空气对流的地方 , 地表的空气由于日照而蒸腾上升 , 而高处的空气则因为温度降低而下落 , 于是冷暖空间交汇形成对流 , 接着各种天气现象便出现了 , 我们日常所见的风雨雷电皆出于此 。 对流层也是整个大气圈层中密度最高的部分 , 占据了大气总质量的75% 。
在对流层之上就是平流层了 , 这里不再有风雨雷电 , 终日天气晴朗 , 大气又上下对流改为水平移动 , 能够阻挡紫外线保护地球生命的臭氧层就位于这里 。
平流层之上是中间层 , 由于大气密度的降低 , 这里的温度开始变得寒冷 。 在中间层之上 , 由于受到太阳的照射 , 大气全部处于电离的状态 , 这里就被称为电离层 。 而电离层之上就是外层了 , 外层又称为散逸层 , 通常指海拔800千米到3000千米的区域 , 散逸层顾名思义 , 就是大气分子会散逸到太空之中的区域 。 虽然这里距离地球已经十分遥远 , 但大气分子只会缓慢地散逸 , 并不会被太阳风大量地吹走 , 这全都有赖于地球磁场的保护 。 地球能够拥有大气 , 一方面是因为引力的作用 , 另一方面就是源于磁场的保护 , 二者可谓缺一不可 。
在数千千米的高空 , 磁场也能发挥作用吗?当然 , 地球磁场可以一直延伸到地表7万千米以上 , 所以保护数千千米的大气不成问题 。
为什么磁场可以保护大气呢?原因很简单 , 所谓的太阳风实际上是高能带电粒子流 , 而带电粒子会顺着磁力线流走 , 从而使得地球大气免受太阳风的侵袭 。 既然地球高层大气并不会大面积流失 , 只会少量散逸 , 那么它的流失速度又有多快呢?其实这个数字还是很吓人的 , 地球高层大气每天流失的量要以百吨来进行计算 , 而一年就会流失将近10万吨 。 10万吨这个数字虽然唬人 , 但架不住基数大 , 地球大气的总质量约为6000万亿吨 , 所以即便是成千上万年也流失不了多少 , 更何况地球大气可并非只出不进 。
地球大气的补充主要来自于两个方面 , 外部和内部 。
地球高层大气分子会因为引力不足而发生散逸 , 这些散逸的大气分子并不会凭空消失 , 它们依旧会徘徊于地球轨道附近 , 在地球运动的过程中 , 会再次将部分气体分子吸附 , 以此来弥补自身的流失 。 另一方面 , 地球上植物的光合作用以及地球内部的地质活动都会释放出气体 , 这就是地球大气的内部补充 , 其实算起来 , 地球大气的补充速度比流失速度还要快 。
【太空|每天数百吨,一年10万吨,地球上的空气是如何流入太空的?】所以说我们根本不需要担心地球大气会流失殆尽 , 我们唯一需要担心的就是地球大气的组成成分 , 纵观地球的历史 , 大气成分始终处于不断变化之中 , 而人类文明的高速发展又给大气成分的变化增加了很多人为的影响 , 大气圈是地球生态的重要基础 , 保护大气就是保护我们的未来 。
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