星際空間每年從地球“吸走”10萬噸物質, 為何大氣層始終這麼厚?
作為目前人類已知的唯一一個充滿生命的星球,地球這個生機盎然的世界養育了數百萬種不同的生命。為何只有
我們的地球
如此生機勃勃?
科學家
們認為,除了得天獨厚的空間位置和強弱適宜的地磁場以外,最重要的原因就是因為我們的地球表面包裹著一層厚厚的大氣。
從地球意外的空間站觀看地球,我們會清楚地觀察到地球周圍有一層透明的混合氣體。這些氣體以為地球引力的作用,被牢牢吸附在地表,形成了所有地球生命共同的保護層。
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按照組成成分來區分的話,中學化學就告訴我們,大氣層的主要成分是氮氣,氧氣和氬氣,其中還包含著少量的二氧化碳和稀有氣體。
如果我們按照高度來區分,那麼大氣層又被分為對流層,
平流層
,中間層,熱層和逃逸層五個部分。從地表開始,隨著海拔的增加,最先出現的就是對流層,平均高度約為12千米。在這個區域內,大氣層非常稠密,各種自然天氣現象都是在這個區域內形成的。
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12千米繼續往上,一直到平均高度為50千米的區間就是平流層,這裡的空氣相對稀薄,這裡的氧氣分子在紫外線的照射下發生化學反應轉化為臭氧分子,因此在這個區域內就形成了一層濃厚的臭氧層。臭氧層就像一道屏障一樣,為我們抵擋了大部分來自宇宙和太陽的紫外線。
離開平流層,一直到85千米的平均的高度,這個區域時中間層,這裡的主要成分是氮氣和氧氣。由於遠離地表,這裡的溫度下降得很厲害,因此其對流運動非常強盛。
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離開中間層繼續往上一直到800千米的高度,這個區間就是熱層。這裡的空氣由於長期受太陽的短波輻射,因此一直處於高度電離狀態,因此在熱層區間內還存在著一個電離層,我們看到的那些美麗的極光就是在這層形成的。
離開熱層繼續往上,就是最後的逃逸層了,目前科學家們給出的資料是:海拔800-3000千米的區間屬於逃逸層。雖然如此,科學家們卻在距離地表22000千米的高空依舊發現了稀薄的氣體分子。
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因此,從這個角度來看,大氣層並沒有嚴格的高度上限。不僅如此,雖然大氣層的主要成分都是氣體,但是大氣層的總質量是非常驚人的,科學家們估算大約為5。5千萬億噸。這些氣體分子在地球引力的作用下,基本全部被禁錮在海拔30千米以下的空間內。
根據萬有引力定律,高度越高,大氣中氣體分子受到的引力就越小,這些氣體分子就會逃逸到宇宙空間。物理學家經過計算統計,地球平均每年因此損失的物質達到10萬噸以上。
每年超過10萬噸多嗎?那當這種剝離已經持續了數十億年的時間呢?這樣一算,真的很多,好像整個大氣層都不夠用來剝離。那為什麼我們的大氣層這麼多年以來一直沒有消失,甚至沒有變薄的傾向呢?
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那是因為我們的地球每年再生的大氣質量與每年減少的大氣質量基本持平,比如海洋蒸發,生物代謝活動,火山噴發,地震等,這些活動都會產生大量的大氣分子。這些氣體分子與每年逃逸的10多萬噸氣體物質形成了一個完美的動態平衡,因此這幾十億年來,我們的大氣層都沒有要變薄的趨勢。
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