地球大气中的水汽会散失到宇宙中吗？水汽会不会越来越少？
发布时间：2023-09-07 11:02:15 所属栏目：动态 来源：未知
导读： 我们在初中的教科书上就已学到，水分在地球上经过了水的循环使用并得以再利用；而这也证明了它对于我们周围的生物环境有多么的重要，如果水会越来越少的话，那让生命情何以堪？但事实上
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我们在初中的教科书上就已学到，水分在地球上经过了水的循环使用并得以再利用；而这也证明了它对于我们周围的生物环境有多么的重要，如果水会越来越少的话，那让生命情何以堪？但事实上可能与各位想象有些许出入，下面来简单了解下。 一、水来自哪里 当然我们没打算用下雨这种方式来搪塞大家，正儿八经的讨论下雨是从哪来的。现代科学界普遍认为，地球上的水来自形成地球的原始星云，而星云则来自上一代超新星爆发，水是怎么从超新星爆发中生成的，我们来看即将超新星爆发的晚期恒星结构就知道了。 晚期大质量恒星的结构，从外到内为：氢、氦、碳、氧.......大质量恒星的铁核崩溃后会导致恒星结构坍缩，重力势能与内核外层的电子简并态物质核聚变一起导致超新星爆发，而壳层中多种物质将在被炸散的过程中形成多种物质，其中就包括水，形成于超新星爆发残骸的地球当然继承了这些遗产，再通过早期地球的陨石雨以及火山喷发等多种形式进入了大气层，最后落到地面形成了海洋。 二、地球上的水会增加还是减少？ 从表面上来看，似乎地球的水汽循环并不会导致水的损失，因为地球的存在已经超过46亿年，而水还有那么多！ 这是一个完美的循环过程，对生命最大的支撑就是水循环，但也就是这个循环，使得地球上的水正在不断减少，为什么会这样？它又发生在哪个阶段？ 1、水的光解 水是会被阳光分解的的，光的催化反应通常有两类，一类是上坡反应，另一类是下坡反应，当然现在我们对将水分解成氢和氧的上坡反应更感兴趣。 光如何分解水？我们要先了解下不同波段的光子的能量是怎么来的 光子的能量E=hv h是普朗克常数，v是光子的频率，这表示频率越高（波长越短），光子能量也就越高，比如紫色光线就会比红色光线能量要高，如果紫外甚至X光那么能量就更高了！ 而构成水分子的化学键能是有限的，当光子的能量超过化学键能时即可破坏化学键，将水分中分解成氢原子和氧原子。这过程在什么时候最容易发生呢？水汽循环在大气层内时，水汽达到的高度越高，被大气阻挡的紫外光线就越少，因此在大气层更高的位置，水汽更容易被光解。 2、被光解之后的这些气体命运如何？ 因为氢的密度很低，在大气层中会升到很高，而且氢的分子运动非常活泼，在27℃时的分子运动速度达到了1900米/秒，在紫外线以及太阳风中高能粒子的轰击下，更容易达到逃逸速度，因此氢就跟地球拜拜了，而氧仍然会停留在大气层中，有可能会被紫外光分解成氧原子，和氧分子结合形成臭氧（O3），这水汽被光解之后两者的迥异的命运。 3、既然水汽能被光解，那么跑了多少水呢？ 这个确实是一个难以估计的数字，不过在2011年伊利诺伊州芝加哥大学的EC Pope等研究发现，早期地球海洋中的水量比现在要高出26%左右，他们测算的依据是太古时代地层中的蛇纹石中的氢氧同位素值， 结果发现当时太古时代的海洋中氢的放射性同位素氘的含量整体上要比同时代的现代高出大约25±5‰，氮氧的比例跟现代海洋基本一致。 4、每年从太空掉那么多彗星进来能补救吗？ 其实太空一直在向地球补水，每年都有大量的彗星类的进入地球，给地球带来水和物质，估计每年超过20万吨，但根据EC Pope的研究，似乎这种补充远不够从地球逃逸的总量，因为即使在彗星补充的情况下依然少了26%，但在PNAS（美国科学院院报）网站上查询，这篇论文总共被引用72次，是个不错的数量，你选择信还是不信？这是一个问题。 三、最终地球的海水是会跑光的，而且还更早 并不需要花上2-3倍的地球年龄（约100亿年），因为地球的磁场会因为地核冷却后逐渐消失，这个时间大约会发生在23亿年后！ 地球的磁场因为铁镍质内核的流动产生，而能让铁镍质融化流动的高温主要来自重力势能和放射性物质的衰变，现在已经过去46亿年，绝大部分物质都已经过了半衰期，未来衰变释放的热量将越来越少，而从地表向太空散发的热量却不会改变，因此未来地球内核逐渐冷却是一个时间问题，而这个时间还需要23亿年左右。 失去了磁场保护的地球的大气层会在太阳风的作用下逐渐逃逸，最终大气压下降，海洋蒸发，地球环境日渐恶化，而水汽也会通过类似的途径逐渐向太空逃逸，而结局就是地球将火星化。而此时太阳的红巨星时代也即将来临，双管齐下，未来没有地球的好日子，不过好在还有二十几亿年的时间。不过这个时间也不是很长，毕竟人类文明的发展速度还是非常快的。 （编辑：宁德站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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