美宇航局研究发现地球在变小,每年丢6万多吨物质,都丢到哪里了

我们生活在地球上,那地球一直就是这样大吗?它会变大或者变小吗?

地球的总质量在太阳系八大行星中排名第五,被认为有60万亿亿吨,这个数值是一直不变的吗?当然也不是!实际上地球的质量是时刻都在变化中的,今年美国趣味科学网站1月初就发表了题为《地球是在增大还是在缩小?》一文,认为地球每年会消失6.61万吨的质量,所以认为地球其实正在变小。

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为什么会这样认为呢?因为地球也是太空中的一颗星球,会与周围空间进行物质交换,例如太空中的小行星、彗星,以及宇宙尘埃在靠近地球时都会被地球引力所捕获,并成为地球的一部分,这当然会造成地球总质量的增加,另外还有地球两极接收的太阳风(极光)和太阳光也会使地球质量少量增加。

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但是地球在围绕太阳运行的过程中,大气层的外层也会有部分空气流失到太空中,还有太阳风对地球大气的吹拂,把地球大气也算作地球一部分,那么这又会造成地球总质量的减少,人类的航天发射活动也会减少地球质量,那么权衡下来,地球的总质量是在增加还是在减少呢?

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美国趣味科学网称美国国家宇航局(NASA)兰利研究中心研究大气逃逸问题的高级研究员纪尧姆·格罗诺夫给出了他的答案,他认为地球大气逃逸的空气质量要大于地球获取的流星的质量。

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对此他表示“虽然我们没有精确的数据来判断地球是在增大还是在减小,但通过观测流星的速度,科学家估计每年约有1.65万吨流星物质降落到地球上。”这也可以认为这就是地球每年增加的物质质量,毕竟极光和阳光给地球增加的物质质量是很少的。

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格罗诺夫还利用卫星数据统计了每年地球大气逃逸的总质量,认为“大约有8.27万吨”,这远大于地球获取的1.65万吨的流星物质,也意味着地球质量大约每年会减少6.61万吨。

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我国第一艘航空母舰辽宁舰的正常排水量为54500吨,满载排水量为60900吨,相比较地球大气每年减少的质量比辽宁舰满载时质量还大五千多吨。

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这么多质量的空气有多大体积呢?计算一下就知道了,海平面大气压下0℃的温度时,每升空气的质量大约为1.293克,每立方米大约为1.293公斤,算下来大约为772.4立方米空气质量为一吨,那么8.27万吨质量的空气就是6388万立方米的空气,但是由于地球大气层的外层空气非常稀薄,不到海平面大气浓度的1%,所以这些大气流失时的体积要比这个数值大得多。

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那地球大气为什么会丢失这么多气体呢?主要还是和人类活动与全球变暖有关,早有科学家指出,人类发射火箭和一些大气层内核试验会让地球损失空气质量,因为火箭发射时会带出一部分,核试验会导致空气急速膨胀,迫使外层大气部分逸出,而全球变暖影响更大,因为它会导致整个地球大气层因温度变高而膨胀,体积变大的大气层其外层部分也就更容易脱离地球引力而散逸了,这是主要原因。此外还有森林大火、火山喷发等大量释放热量的活动也会推动大气往高处流动,迫使地球外层大气逸出。

↑图中上方为气象卫星拍摄的2022年1月15日汤加火山大喷发的景象,火山灰烟柱高达数十公里,冲击波扩展两千公里,烟柱顶端会有部分气体被冲出大气层。

但是每年6.61万吨的质量对于地球来说又实在是太小了,这点丢失的质量对地球来说完全可以忽略不计,而地球形成至今实际上质量一直是在增加中的,主要还是因为小行星和彗星一直不断地降落到地球表面,格罗诺夫所说的每年降落到地球上的流星物质有1.65万吨的数值很可能是错误的,之前早有科学家指出每年不少于10万吨,地球表面物质的增加也会增大地球的引力,而地球引力的增加又会捕捉吸附更多的气态物质,这都会造成地球总质量的增加,所以单纯地说地球质量在减少应该是不正确的。

参考资料:

《川观新闻》11月13日文章《地球正在慢慢缩小?NASA:不会危及生命》

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关于作者: 科普大世界

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