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地球每年被太空「吸走」10萬噸大氣,大氣層為何至今不見變薄?
2021/11/18
2021/11/18

在天文學之中, 天體中要存在生命需要多個前提穩定的光和熱穩定且安全的行星軌道,以及適合生命生存的 大氣與液態水。以我們地球為例,缺少了以上任意前提,人類都不可能出現在地球之中生存。然而許多人不知道的是, 地球看似平穩的外部條件,始終都在持續不斷的變化

很多人都知道大氣層的重要性,可很少有人知道, 地外太空每年都會「吸走」地球將近十萬噸的大氣。從誕生至今,這種狀態甚至已經持續了 數十億年之久。那麼我們為什麼 至今不見大氣層變薄呢?如此長時間的量的積累,大氣應該早就消失不見了才對。事實上,這主要是因為大氣層處于一種 動態平衡的狀態之中。

內部迴圈

首先是來自地球內部的支援,我們都知道植物 光合作用將二氧化碳和水合成有機物並釋放氧氣。而我們人類以及各類動物則是吸收氧氣,呼出二氧化碳。也恰好就是這種不同生物之間不同的生存消耗方式,讓大氣始終處于 平衡狀態。

可能有人會問, 地表生物的平衡和近地空間的大氣層有什麼關聯?這就要從大氣含量占比來看了。很多人都知道對流層的存在以及重要性,可對于對流層在大氣層中的占比究竟是多少並不清楚。 事實上,對流層至少集中了四分之三的大氣質量以及百分之九十以上的水汽質量。

僅就對流層而言, 它的整個質量比在大氣層中的重要性就是不可取代的。除此以外, 平流層,中間層以及電離層的各自含量占比也遠遠多于散逸層。從這一點上就可以看出來,只要大氣層中對流層這幾個分層能夠達到平衡,那麼 散逸層的損耗確實是無關緊要的

當然了,千里之堤潰于蟻穴。散逸層的占比雖小,卻也不能忽視, 那麼地球內部的能量提供又來自何處呢?

除去生物自身的碳氧平衡之外,生物活動,海洋蒸發以及火山爆發等等,都是為大氣提供了支援。也正因如此,我們才不會感受到大氣層有什麼明顯的變化。

外部供給

其次則是 地球外部的「大氣」補充,這主要是來源于 外太空中所含有的微量氣體以及彗星,隕星等在大氣層中釋放的氣體。

要知道 地球並不是靜止的,它始終是以 每小時十萬多公里的移動速度 圍繞著太陽公轉。在地球的公轉軌道上面,任何太空物體都有可能對地球造成威脅。根據研究資料顯示, 地球每天大約要受到來自太空100多噸粒子的轟擊

只不過和我們想象不同的是,這些物體絕大多數都只有鵝卵石大小。也正因如此,當它們以極高速度沖向地球的時候,就會 很快在大氣層中燃燒殆盡。如果是在夜間觀測到這種燃燒的現象,由于距離的原因,會很容易和流星混為一談。而在這個過程之中, 這些物體自身所攜帶的氣體也會對大氣層帶來補充

磁場保護

值得一提的是,除去地球內部以及太空外部的補充之外, 地球的磁場也一直維護著地球大氣層的穩定。地球磁場始終都在不斷變化,而磁場內部又有著 相對較為均勻的磁力運動軌跡,被人類稱之為 磁力線。正是這些磁力線的存在, 避免了大氣層被太陽風直接「吹」走

在很久之前,科學家們就已經探測到了 太陽風的存在 ,主要是從太陽日冕層對外拋射的一種高溫高速粒子流。當這條粒子流抵達地球的時候,同樣會伴隨著足夠強度的磁場。如果沒有地球磁場的抵抗,那麼大氣根本無法在太陽風的席捲下維持穩定。

我們以城牆做對比就明白, 當太陽風襲來的時候,地球磁場就會逼迫太陽風繞過地球繼續運動。在這樣的情況下,恰好就形成了一個由太陽風包圍的磁場空間。 在這個空間之中,散逸層之下的大氣十分安全,而散逸層由于直接和太陽風接觸, 難免會有一部分大氣「犧牲」。

對于這樣的想象,科學家們也並沒有想過用什麼方法來解決。一方面是因為這個損失量對地球的整體大氣數量而言, 無關痛癢。另一方面則是因為這種技術實現的 難度太高,畢竟在65000千米的高空之上保護大氣,完全就是 天方夜譚

不過即便如此,科學家們也在試圖搞清楚 磁場與大氣之間的變化量和關係式。曾經令無數人無比緊張的 溫室效應,其實就是 大氣內部發生了氣體質量比發生了變化

如果能夠讓宇宙有選擇性地吸走大氣,那麼溫室效應的問題不就可以迎刃而解?只不過實現的難度也絕不是普通人能夠想象的。 誰也不知道究竟需要多久的時間,人類才能夠真正地掌握大氣的變化。

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