每分钟都有400磅的氢气从地球大气层逃逸到外太空,地球有朝一日会变成火星吗?

地球是一个有着浓厚大气层的岩质星球,我们人类和其他万千生命物种就生活在地球的大气层中,它是地球的最外围部分,其厚度虽然没有固定的说法,但是比较浓厚的部分至少有50公里厚。

大气层也是地球上生命物种的保护层,它不单可以阻挡很多小行星的袭击,更可以阻挡绝大部分的宇宙射线,大部分的小行星撞击地球时,都会在地球大气层中解体并气化掉,这样就大大减缓了小行星撞击地球的力量,不然大质量的小行星如果没有地球大气层的阻挡,将会直接撞碎地壳,导致地球上发生大规模地震和火山爆发的现象。

大气层中的臭氧层和电离层也阻挡了很多宇宙射线和太阳紫外线的辐射,不然的话,地球生命物种将难以抵抗这些宇宙射线的伤害,这会对地球生命物种的生存和进化造成很大打击和干扰。

地球大气层总质量高达6000万亿吨,约为地球总质量的百万分之一,但实际上地球大气层也时刻都在被太阳风剥离,因为太阳耀斑等喷发出来的太阳风速度非常快,可达每秒钟500~1000公里,这些太阳风在太阳系所在的宇宙空间中横行无忌,虽然地球大气层有磁场的保护,但是还是会有部分太阳风会吹拂到地球的大气上,导致地球高层大气中部分气体(主要是电离状态的氢和氦原子)被吹走。

另外,由于地球高层大气中的气态分子非常的稀薄,据美国卫星观测地球大气最远端可达63万公里(一般认为不再属于地球大气层),就连月球运行都处于其中,那么这些地球高层大气也会在运行的过程中自行散逸掉一部分。

有科学家计算,每分钟地球大气层都会被剥离400多磅,差不多有180多公斤,这还是个很保守的计算,但这样算下来,地球每年也都会失去10万吨左右的大气。那么这样下去,地球的大气层是不是越来越少了呢?

实际上是不会这样的,因为地球大气在丢失一部分的同时,也在捕捉一部分,地球在环绕太阳运行的轨道上,也会捕捉之前遗留在轨道上的部分气体离子和分子,同时也有一部分太阳风中的气体离子会被地球捕捉到。

另外,地球上也会制造一些气体。比如植物进行光合作用将二氧化碳生成碳和氧气,动植物的呼吸作用可以将氧气转化成二氧化碳,生物的一些生理作用可以产生一些氨气,另外地球的火山喷发会产生一些二氧化碳二氧化硫气体等,动植物遗体的发酵作用会产生一些甲烷气体等等,总体上地球的大气层在增减之中保持着平衡,所以一直是一种不多不少的状态。

虽然地球这个大胖子足够大,万有引力能牢牢抓住厚厚的大气层,正是这一层“棉被”,给了地球生命诞生、进化,并最终走向繁荣。

但这层宝贵的大气,却每分钟都在逃逸。

根据ted演讲,这个逃逸速度为每分钟400磅氢,6.6磅氦(约185kg)。如果把时间尺度拉大到年,那一年会有96937吨的大气物质逃逸出去,再也不回来。听着好像还挺多的样子呢!

外围大气都是离子状态,说是氢气,并不科学。

氢是最轻的例子,在地球大气层的外围,是被一圈氢离子包围的,因为它足够轻。

当然,它们不是忽忽悠悠就自己飘出去了,而是被“风”吹跑的。

更准确的说,它们是被太阳公公给吹跑的。

太阳在给地球带来辐射能,滋养万物的同时,强劲的太阳风(速度可达每秒数百公里)也会吹乱地球的“头发”。

天上的彗星就是最好的例子,你看到的长长的彗尾,那就是太阳风的杰作。

小小的彗星都会被吹的这么凌乱,带着厚厚大气的地球,就更会风中凌乱了。

如果能看到,估计“风中”的地球大气,会是这个样子。

那么问题来了,户不会那天,太阳风会把地球的大气给吹个精光,让地球变为火星。

首先,地球大气总质量大约6000万亿吨,按照一年96937吨的速度,太阳至少还要619亿年才能把地球大气吹光。

依照这速度,宇宙灭亡的那一刻,地球的大气层还裹的严严实的呢。

而且,因为地球磁场的存在,以及万有引力本身的作用,太阳实际上只能带走极外围的大气。想对里边更多的大气动嘴,就没那么容易了。

所以,只要强大的地球磁场存在,太阳并不能把地球怎么样。

那么终极问题就来了,万一哪天地球磁场消失了呢?!

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我觉得是地球虽然每分钟都在发生气体逃逸现象,但是地球是不会像火星那样变得空气稀薄的。为什么呢?

首先,不管每分钟有多少磅的氢气从地球的大气层逃逸到外太空,这是很正常的。氢气是宇宙当中最轻的气体,它的密度只有0.0899克/升。虽然地球的质量也非常的大,但是引力还是无法阻止地球上的氢气发生逃逸的。因此在地球大气层中,氢气的含量是十分低的,只有大气层总量的百万分之一。即使是这样地球上的氢气也是有补充的。水在地球上是非常丰富的。地球上的水会在特定的情况下被分解产生部分氢气。

图示:地球大气层

其次不光是氢气,地球大气层的其它气体成分也是时时刻刻在发生逃逸的。地球大气层的总质量大约是6000万亿吨,每年逃逸到太空中的气体大约有几十万吨之多。地球从诞生到现在也有45亿年之久了,为什么地球上的空气还没有逃逸干净呢?这是因为地球是一颗充满生命力的星球。地球上的活跃的板块运动每天都会从地球内部排出大量的气体;地球上的生命活动每天也会产生大量的气体补充到大气层当中。因此地球上大气总量整体上保持平衡,不存在空气越来越稀薄的问题。

图示:火星大气层

另外,地球大气在未来的很长的时间内会保持稳定的。地球要比火星存在很多优势可以保住浓厚的大气层。

地球的质量要比火星大得多。地球的质量大约是火星的10倍,因此地球的引力要比火星大得多,气体不容易从地球上逃逸到太空中。地球拥有强大的磁场可以对抗太阳风暴的侵蚀。如果一颗行星没有磁场的保护,太阳风可以轻易的将其大气层剥离。火星因为磁场非常的弱,加上引力又小,在太阳风的剥离下,已经变得非常的稀薄了。但是地球情况就不一样了。地球磁场可以将太阳风对大气的影响拒之于千里之外。

图示:地球磁场

如果有一天地球大气失去了地球磁场的保护,直接暴露在了太阳风之下的话,地球大气会越来越稀薄,但无论如何也是比火星上的大气要厚很多的。

这是我对此问题的一些看法,欢迎大家点评!

地球磁场是地球大气层和地表水的保护神,而地球内部能量又是地球磁场的保障,一旦地球内部能量逐步耗尽?则地球磁场也将逐步消失殆尽……水星金星就是因为各自的能量耗尽,才变成今天的这个样子。估计我们地球将来的样子就是今天水星金星包括火星现在的样子了?

地球气体逃逸那就对了,研究逃逸过程,就知道,金星是怎样变成不宜居住,并不是变成火星,应是怎么变成金星,火星是以后变成地球的,按星球排列,依次是火星,木星,土星,天王星,海王星,冥王星,按十二时辰,结合玛雅人所说地球之前有五次文明,说明地球前只有水星和金星文明存在,还有三个星球文明被汽化,获是星球居民自毁了,或是和星球一起转移了,到其它系去生存了,说明太阳系应有十二星球,如果人类吊在地球绝对玩完,同己知水星,金星一样,因为那上面不适合生物生存,人类掌握的星球知识,就可驾驭星球,获转移,获开发。人类不能只在地球上研究,应到,水星,金星上研究,因为这两是地球两前任。谢谢大家。


地球大气的确正在向宇宙空间泄漏。每天,大约有90吨物质从地球的高层大气中逃逸出来,流入太空。 鉴于地球大气的广阔,每天90吨相当于一个小小的数量。地球大气重量约为5万亿吨,所以空气没有很快耗尽的危险。

多年来,人类一直在利用卫星探索地球的磁场环境。地球磁场很复杂,它从我们星球的内部延伸到太空。 磁气圈及其内部区域等离子体层,一个位于地球大气层顶部的环形部分,与地球共同旋转,延伸到平均20000公里,充满了被捕获的带电粒子和离子,沿着磁场线来回跳动。 磁气圈在其边缘遇到太阳风连续的带电粒子流——主要是质子和电子。

地球的磁场就像一个盾牌,偏转和改变太阳风进入的路线,就像岩石会阻挡水流一样。太阳风中的粒子在地球的周围流过,并慢慢地聚集在一起,形成一个细长的尾巴(称为磁尾),其中包含等离子体和相互作用的磁场线。 然而,地球的磁层屏蔽确实有它的弱点。在地球的两极,磁力线是开放的,就像标准条形磁铁一样(这些位置被称为极尖)。这里太阳风粒子可以向内朝向地球,充满能量粒子的磁气圈。 正如粒子可以沿着这些开放的极线向内移动一样,粒子也可以向外移动。

来自地球的离子上层大气–延伸到地球上方大约1000公里的电离层–也涌出来填满这个空间区域。 等离子体传输和大气损耗的问题与行星和恒星都相关,是一个重要的话题。理解大气物质是如何逃逸的对于理解生命如何在行星上发展至关重要。目前,地球磁层进出物质之间的相互作用是一个热门话题,这些东西到底是从哪里来的?它是如何进入我们的空间的?

最初,科学家们认为地球的磁性环境完全充满了来自太阳的粒子。然而,早在20世纪90年代,就有人预测地球大气层正在泄漏到等离子体层——这后来证明是真的。 观测表明,等离子体层内零星而强大的等离子体羽流,向外移动到磁层的边缘,并与进入磁层的太阳风等离子体相互作用。 地球大气不断泄漏!除了上述羽流,稳定、连续的物质流(包括氧、氢和氦离子)从极地区域离开地球的等离子体,补充磁层中的等离子体。

总的来说,每秒钟大约有1公斤的物质从地球的大气中逸出,相当于每天90吨。仅挑出冷离子(轻氢离子,逃逸所需能量较少,因此在磁层中能量较低),逃逸质量每年总计数千吨。 冷离子很重要,许多卫星由于能量低而无法探测到它们,但它们构成了地球物质净损失的重要部分,并可能在塑造我们的磁环境中发挥关键作用。 太阳风暴和太阳活动增强的时期似乎大大加速了地球的大气损失,增加了三倍多。

地球大气逃逸相对于大气总量是很少的,不足以产生火星那样的环境。我们知道行星大气在使行星变得可居住方面起着至关重要的作用,但是仍然有许多悬而未决的问题。 例如,考虑一下在太阳系的行星和卫星上看到的多样性。在我们宇宙的一小块区域里,我们看到了极端和相对的世界:金星的烟雾状二氧化碳大气,现今火星极度稀薄的大气,土卫二的富氮大气,本质上没有空气的木星卫星卡利斯托,地球的含氧大气。

我们如何知道这些行星是否能够支持生命,或者它们是否曾经支持过生命?例如,火星被认为曾经有一个厚而稠密的大气层,随着时间的推移,它已经被剥离了很多。尽管这颗红色星球今天不太可能适合居住,但它在过去很可能适合居住。 当涉及到宇宙中的其他行星时,更多地了解地球的大气层会对人类有所帮助。我们需要知道更多。为什么地球有一个可以支持生命的大气层,而其他行星却没有。

其实我一直在问,地球上的水是从那里来的,而且太空中还是真空,这个我没找到可是

地球迟早有一天会变得不适合居住,但不是因为这400磅的逃逸氢,400磅的量非常少,每年进入地球的冰陨石会带来更多的水。真正有能力影响的还是头顶那颗大太阳。

目前太阳的演化处于主序星阶段,随着时间的推移,太阳会变得越来越热,15到20亿年后太阳的亮度就足够蒸发地球海洋的全部水,此时就地表来说应该比较像火星了,不过大气成分不同。地球的磁场可以保护地球的大气,不会变得像火星那样稀薄。但人类如果找不到另一个宜居地,是绝对逃不过此劫的。

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