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太陽風(fēng)吹過地球表面,大氣每秒流失3公斤,為何地球大氣還沒消失

在地球上,12級(jí)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速至少是32.5米/每秒,而太陽風(fēng)的風(fēng)速,在地球附近卻經(jīng)常保持在350千米/每秒至450千米/每秒,有時(shí)甚至高達(dá)770千米/每秒,這么一對(duì)比下來,這速度可是地球風(fēng)速的上萬倍。

地球大氣之外的地球磁層給地球撐起了一把“保護(hù)傘”。如果太陽風(fēng)吹過行星表面,那么在其表面存在大氣,太陽風(fēng)將動(dòng)能傳給大氣分子,使大氣分子快速流動(dòng),如果達(dá)到逃逸速度,就會(huì)脫離行星引力的束縛,導(dǎo)致大氣流失,即固體行星如水星、火星等,其表面并不會(huì)產(chǎn)生大氣或大氣非常稀薄。

根據(jù)這一現(xiàn)象,科學(xué)家們計(jì)算出地球大氣受太陽風(fēng)影響的損失率,結(jié)果是大氣中每秒會(huì)流失3公斤。經(jīng)過這樣的計(jì)算,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),僅僅一年,太陽風(fēng)就從太陽風(fēng)吹走了超過10萬噸的大氣。

在這種情況下,大氣對(duì)人類如此重要,為什么我們的生命還沒有受到影響?那么久以來,地球的大氣還沒有消失呢?

其實(shí),這是因?yàn)榈厍虼艌龅谋Wo(hù)和地球大氣中氣體的動(dòng)態(tài)平衡。

地球磁層距離大氣頂部有600-1000千米,它的“厚度”可以延伸到邊界的磁層頂,距離地面約5-7萬千米 。因?yàn)樘栵L(fēng)都是帶正電荷的氫離子,這些帶電的氫離子從太陽到達(dá)距離地球70,000千米的地方,會(huì)與地球磁場發(fā)生碰撞,因此會(huì)沿著磁力線,或者從地球上吹到別處,或者被帶到地球南北兩極。

我們常常在網(wǎng)上看到南極光和北極光,其實(shí)它們就是太陽風(fēng)中帶電粒子進(jìn)入地球大氣層的痕跡。由此可以看出,地球磁場的存在,是保護(hù)我們大氣不被太陽風(fēng)吹散的最根本原因。

根據(jù)大氣中的氣體動(dòng)態(tài)平衡,處于散逸層,高度超過1千千米時(shí),氣體是非常稀薄的,每立方厘米只有約2個(gè)氣體分子。由于大氣的最外層,這里的空氣受到的引力非常小,一些空氣分子很容易擺脫地球引力的束縛,逃入太空。

但火山噴發(fā)出的氣體、植物光合作用和代謝所釋放的氣體、隕石、彗星等進(jìn)入地球大氣層時(shí)摩擦燃燒產(chǎn)生的氣體、地球的引力所捕捉太空中的微量氣體等等,這些都能使地球夠獲得一定的大氣。因此,地球大氣中的總量基本是能夠保持不變的。

這樣看下來,是不是想到了質(zhì)量守恒定律,無論地球發(fā)生了何種變化,其總質(zhì)量最后還是不變的。自然也是守恒的,所以,與其想那么多,不如珍惜好當(dāng)下,保護(hù)我們賴以生存的地球。

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