地球大氣層為什麼永遠不會消失?只因有這兩道護身符

南極洲 地理 火星 生機 零度科學 2019-04-05

​地球的大氣層是一個很神奇的存在,幾十億年來,它就如同一層厚厚的保護膜,將地球與太空完全阻隔起來,正因為如此,地球上的生命才能夠繁衍生息,代代相傳。相信很多人都會有這樣的疑問,為什麼地球上的大氣會一直吸附在表面,而不會消散到外太空呢?

地球大氣層為什麼永遠不會消失?只因有這兩道護身符

地球大氣之所以不會消失,一個重要的原因就是地球自身的引力約束。地球是一個巨大的巖質行星,能夠對周邊的所有物質形成引力場,雖然空氣質量很輕,但是依然會受到地球引力的影響,隨著距離的增加,引力也會隨之變小,這就是為什麼海拔越高,空氣越稀薄的原因。

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此外,地球的大氣也並不是完全沒有損失的,而是有相當一部分流失到了外太空中。由於大氣層不僅僅是日常人們呼吸的空氣,而是整個地球引力範圍之內的所有氣體,隨著氣體成分、塵埃顆粒含量不同,質量、密度減小而呈一個環形漸變的層級劃分,在對流層以外依次是平流層、中間層、熱層以及逃逸層。處於最外層的逃逸層受到的引力影響最小,即使這裡的大氣相當稀薄,每年仍有幾十萬噸大氣逃逸至外太空,不過相比於地球的空氣總量,這部分損失可以忽略不計。

地球大氣層為什麼永遠不會消失?只因有這兩道護身符

如果僅憑地球引力約束,想要保持大氣層不會消失,是遠遠不夠的,因為還有一個致命的敵人,那就是太陽風。太陽風是從太陽上層大氣射出的超聲速等離子體帶電粒子流。太陽風是一種連續存在,速度達到了驚人的200-800km/s,在地球附近經常保持在每秒350~450千米,是地球風速的上萬倍,這樣的太空風暴,足以將一顆行星蹂躪的一片荒蕪,沒有任何生機可言。而能夠抵禦太陽風的,只有地球磁場。

地球大氣層為什麼永遠不會消失?只因有這兩道護身符

地球磁場會和大氣分子作用,在地球大氣最外層形成一個電離層,這是一層由帶電的氣體組成的保護層,磁南極大致指向地理北極附近,磁北極大致指向地理南極附近。地球本身的磁場就像一把巨大的傘,幫助我們擋住了太陽風,否則地球大氣層就會被太陽風慢慢剝離直至完全消失,最終地球就會變成一個沒有生命的地獄,就像如今的火星。

地球大氣層為什麼永遠不會消失?只因有這兩道護身符

正因為地球擁有磁場和大氣層這兩大天然屏障,才能延續幾十億年的生命,宇宙中是否還有別的類地星球我們不得而知,對於人類來說,地球就是獨一無二的存在。

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