地球與周邊太陽系一直是“禮尚往來”的關(guān)系。舉例來說,在太空中四處穿梭的塵埃會不斷以流星的形式轟擊地球,而地球大氣中的氣體也會不斷散逸到太空中。
既然地球一直處在有虧有得的狀態(tài)中,那么地球到底是在膨脹、還是在收縮呢?
由于地球上的氣體會散逸到太空中,地球——或者更準(zhǔn)確地說,地球大氣層是在不斷收縮的,不過收縮得并不多。
行星通過吸積過程形成,即太空塵埃不斷相撞、逐漸累積成質(zhì)量較大的天體。地球約45億年前誕生之后,吸積仍在小規(guī)模繼續(xù),以流星和彗星的形式不斷加入到地球的質(zhì)量中。
但一旦行星形成后,另一個過程又會隨之開始——大氣會開始散逸,這一過程有點(diǎn)類似于蒸發(fā),不過尺度不同。大氣中的氧原子、氫原子和氦原子可以從太陽吸收足夠的能量,然后從大氣中逃逸出去。
那這些過程會對地球整體質(zhì)量造成怎樣的影響呢?科學(xué)家只能做個大概的估測。
目前只能進(jìn)行理論研究,因?yàn)楹茈y實(shí)時測得地球的質(zhì)量,我們掌握的地球重量不夠精確,無法看出地球質(zhì)量是增是減。
但通過觀察流星的發(fā)生率,科學(xué)家估測,每年約有16500噸流星撞上地球、增添到地球質(zhì)量中,約合1.5座埃菲爾鐵塔。與此同時,科學(xué)家又利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)估測出了大氣逃逸的速率,約為82700噸,相當(dāng)于7.5座埃菲爾鐵塔。這意味著地球每年會損失大約66100噸的物質(zhì)。雖然聽上去很多,但從整個行星的尺度來看,這其實(shí)只是很小、很小、很小的一部分。
科學(xué)家利用過去一百年間的大氣逃逸估算量推算得出,損失的大氣若無法得到補(bǔ)充,按每年損失6萬噸大氣來算,大約50億年后,地球大氣便會損失殆盡。
不過,海洋活動以及火山噴發(fā)等過程都可以補(bǔ)充地球大氣,因此實(shí)際可能要耗費(fèi)約15.4萬億年,地球才會徹底失去所有大氣。這個時間相當(dāng)于宇宙壽命的100倍,更何況早在此之前,受太陽演化影響,地球就已變得不再宜居了(太陽預(yù)計(jì)在50億年之后轉(zhuǎn)化為紅巨星)。所以從長期來看,大氣逃逸根本不算什么問題。
總之,我們在為地球的慷慨鼓掌叫好時,也大可以放下心來:地球體積的縮小不會對地球生命造成任何影響。
(編輯/高緯時)