太阳风每年吹跑地球大气10万吨,长期下去,地球会变成火星吗?


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地球之所以能够孕育出生命 , 除了适宜的温度、液态水、比较稳定的磁场以外 , 浓度适宜的大气层也是一个关键因素 。 以氮和氧为主体的地球大气层 , 既为生命形成提供了必要的物质来源 , 同时也创造了适宜生命生存的压力环境 。 截至目前 , 无论是大气层非常浓密的金星、木星 , 还是大气非常稀薄的火星、月球 , 都没有生命形式存在的证据 。 然而 , 地球的大气层也不是稳固不变的 , 它在分子热运动以及太阳风吹拂下 , 每年都有10万吨左右的大气散逸到宇宙空间去 , 那么 , 长此下去的话 , 地球大气层岂不被“吹”光了吗?

太阳风对大气层的确有破坏作用太阳风是太阳内部持续发生核聚变的情况下 , 所释放的巨量能量 , 对太阳从内到外进行“加温” , 从而使得表面的日冕层在高温下 , 太阳大气发生电离 , 从而形成的等离子体流 。 这些等离子体以带电的质子和电子为主 , 在恒星向外辐射能量的推动下 , 能够以每秒数百公里的速度行进 。

在太阳附近 , 太阳风基本上围绕太阳磁场作径向运动 , 而一旦挣脱太阳引力 , 则在太阳自转影响下 , 以螺旋线的形式向四面八方扩散 。 在太阳黑子活动比较频繁的时候 , 太阳风的强度也随之增大 。 由于这些带电粒子的运动速度极快 , 虽然粒子密度很低 , 但也会对行经区域的气体物质产生明显影响 , 主要表现在:

一是使部分气体分子电离 , 形成等离子体 , 从而破坏气体组成成分 。 二是由于携带着较多能量 , 在与气体分子碰撞过程中 , 能给予气体分子或者被电离出的等离子体较高的运动速度 , 从而增加气体逃逸的几率 。 三是太阳风本身由带电粒子流构成 , 会对沿途的星体磁场产生干扰 , 那地球来说 , 在太阳风暴比较强烈时 , 会严重干扰地球的空间环境 , 扰乱无线通信 , 干扰地面电力传输 , 甚至对人体也产生一定危害 。

地球磁场的保护作用太阳风吹到地球附近空间时 , 地球的磁场就发挥出了关键的保护作用 。 地球磁场的范围 , 可以从7万公里的高度 , 一直延伸到距离地表700公里的空间 。 当太阳风进入这一区间 , 就会被地球磁场控制 , 开始顺着磁力线运动 。 于是 , 有的带电粒子被“磁场”反弹 , 有的路线被带偏 , 绕过了地球 , 有的则被引导到地球的两极 。
【太阳风每年吹跑地球大气10万吨,长期下去,地球会变成火星吗?】
被引导到地球两极的带电粒子 , 与高空的大气分子碰撞摩擦 , 高温下部分发生电离 , 于是形成了色彩炫目的极光现象 , 这就是地球磁场保护作用的一个生动体现 。 与地球拥有磁场不同 , 火星上的磁场已经消失 , 太阳风可以不受什么阻挡 , 直接砸向地表 , 即使原来有大气层 , 也被太阳风给破坏了 , 无数大气分子被电离 , 而且被赋予了较高的逃逸速度 , 慢慢地火星大气绝大部分被“吹跑” , 其中就包括生命元素—水 , 所以现在火星表面一片荒芜 。

地球引力的束缚作用除了磁场的保护作用外 , 地球的引力也对大气层的稳定起到很重要的作用 。 在引力作用下 , 地球大气层绝大部分分子 , 被束缚在12公里以下的对流层 , 另外还有少部分分布在50公里以下的平流层 。 而在平流层之上的中间层、热层和散逸层 , 由于高度越来越大 , 引力作用越来越微弱 , 所以气体的密度越来越小 , 比如到热层与散逸层之间 , 气体密度仅为对流层的百亿分之一 。

在散逸层内 , 一方面气体密度非常低 , 另外在太阳风和宇宙射线的作用下 , 大部分会发生电离现象 , 加上受到的引力很小 , 所以极易逃逸到宇宙空间中 。 由于散逸层上部的气体与宇宙空间气体密度相差不大 , 所以散逸层的范围一直没有明确的界限 。

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