大气层有什么作用? 大气层的作用

如果地球上没有空气体,动物就无法呼吸,植物也无法呼吸,所以大气是地球上所有生物生存的基本条件,但是我们都知道月球上没有大气,有些行星比如水星也没有大气,那么为什么地球有大气,而月球没有呢?原因很简单,就是地球引力足够强,有很强的磁场 。
在太阳系的八大行星中,木星、土星、天王星和海王星都因为质量大而吸收了大量气体,成为气态行星 。这说明引力确实起了主要作用 。地球的质量虽然没有他们的大,但是也有很强的引力,所以也可以吸收大气 。但是,如果你认为地球大气层只是地球引力强的原因,那就错了 。质量比月球小得多的冥王星引力小得多,但大气层很薄,而质量比冥王星大得多的水星大气层非常小 。科学家认为,火星在古代也有相对浓厚的大气层,因此不得不考虑地球磁场的作用 。
地球磁场之所以发挥了巨大作用,还是来自于太阳,因为当太阳内部强大的核聚变向外释放能量时,太阳表面就会发生耀斑 。同时,这种耀斑会从太阳内部吹出大量太阳风,属于恒星风 。很多人不明白为什么星风可以吹走行星的大气层,为什么磁场可以干扰星风 。其实原因并不复杂 。风的主要成分实际上是失去电子的氢离子 。这些氢离子被太阳内部强大的压力挤出,然后以极快的速度在Tai 空中行进 。速度在每秒350到1000公里之间,是地球上最快风速的1万多倍 。甚至土星、天王星和海王星上方的风也远远落后于太阳风 。当这种氢离子风以极快的速度撞击行星大气层时,速度带来的动能会传递给大气分子,推动大气分子达到逃逸速度,从而脱离行星引力的束缚 。时间长了,大气会被吹走,水星几乎没有大气 。这就是为什么现在火星的大气很稀薄,也是这个原因 。
那么为什么这种情况没有发生在地球和金星的大气层中呢?这两个原因是不同的 。先说地球 。其实我们地球大气层之所以存在,是因为地球磁场的保护作用 。否则大气层不可能像现在这么厚 。主要原因是太阳风 。
【大气层有什么作用? 大气层的作用】刚才说了,太阳风都是失去电子的氢离子 。与氢原子不同,这个氢离子带正电,所以太阳风是带电的 。既然带电,就会受到磁场的干扰 。当太阳风来到距离地球7万公里的地方,会遇到地球磁场的磁力线 。这个范围从地球表面以上7万公里扩展到700公里 。在太阳风站向地球行进的过程中,在这个范围内,它会受到地球磁力线的控制,沿着磁力线运动,所以这些氢离子风会开始偏离吹向地球的方向,或者随着磁场的引力线垂直撞击地球的南北极 。我们在地球两极及其附近看到的极光现象,其实就是太阳风被地球磁力线捕获时的景象 。
这样我们就可以发现,大部分太阳风是无法触及地球大气层的,所以吹不走大气分子,大气层就会安然无恙 。地球磁场就是这样保护我们的大气层的,可以说是地球的“隐形盾牌” 。
那么地球为什么会有磁场呢?这个原因来自地球内部 。科学家认为地球内部,尤其是地核中有大量的铁元素 。这些铁元素在高温高压的作用下形成电荷不同的离子体,即原子中的电子克服原子核的引力,成为自由电子 。加上巨大的压力,自由电子倾向于向压力较低的地幔移动,从而使地核处于正电荷状态,附近的地幔处于负电荷状态 。两者都处于无阻力的无限循环状态,围绕地球形成一个圆圈 。
那么金星是如何保护其大气层的呢?其实金星也有磁场,只是不是全局的,是局部的,或者说它的磁场分布不均匀 。不过也能在一定程度上保护金星的大气层 。还有一点就是金星是一颗质量比较大的行星,相当于地球的95% 。而且金星上的大气成分大多是二氧化碳,属于较重的大气分子,不容易被较轻的氢离子带走 。更何况金星的大气层已经很厚了,是地球的近百倍 。但即便如此,许多科学家认为金星的大气在减少,但减少的量极其有限,减少的过程极其缓慢 。
天文学家也研究了火星的大气层,并得出结论,火星的大气层比现在厚得多 。因为火星曾经有磁场,曾经有适宜的温度和液态水 。但是由于一个未知的原因,火星内部的磁场被破坏了,所以火星的大气层被太阳风剥离了 。直到今天,只剩下非常稀薄的大气层,大气压只有地球的1%左右 。

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