地球的引力能够控制月球，为什么能够吸引的大气那么薄，才到七八公里厚就不行了？
2024-11-19 阅读 65
更新于 2024年11月21日
力的作用相互的。月球本身质量也起很大作用。大气空气分子才多大质量？
这个和大老板能够吸引高学历高颜值的美女，反而对于中专的非高颜值美女，无吸引力，吸引力少，类似道理。
看一下引力公式就明白了:
F=G×m1×m2/r^2
可见，引力公式中包含2个质量，两个物体之间的引力大小，和两个物体的质量都有关。
所以，地球引力为什么足以控制月亮，因为月亮本身也有很大的质量。而空气分子的质量很低，所以地球对空气的引力就小很多。所以就控制不了过厚的气体了。
地球的大气层厚度可以延伸到近地2000公里左右，你的认知只有八公里是不对的，500公里高的卫星每时每刻都还在因为大气摩擦造成缓慢的减速而慢慢下坠，稀薄不代表没有实际上是有高空大气层的只不过比较少而已。
地球能够吸引月球，并不需要多大的万有引力，哪怕只有一牛的合力指向地球，月球就跑不了！
首先地球大气层的厚度并不是你所说的七八公里的厚度，这个数值其实太小了。
地球大气层分为三个分层，对流层，平流层，和高层大气。全部厚度加起来在2000～3000千米的厚度。3000千米以上的高度就有可能造成大气分子逃离地球了。
毕竟大气分子的质量非常小，每一次人类探月活动，在航天器的带动下，就有可能造成大气分子跟随航天器而逃离地球。
月球和太阳对地球的万有引力哪个比较大呢？
你肯定认为是太阳对地球的万有引力大，其实恰恰相反，月球对地球的引力更大，由于月球的引力较大，所以月球的引力造成了地球的潮汐现象。
每天都有两次潮汐现象，朝向月球的一面有潮汐，背向月球的一面也有潮汐现象。
这个问题貌似就复杂了。涉及到大气的来处，大气的去处，大气的动态稳定因素（地球的质量，地球的磁场，地球的温度、地球的自转、地球的生物、地球和太阳的关系）……
一、大气的来处。
地球的大气层的形成是一个复杂且漫长的过程，涉及多种机制和时间跨度。以下是一些主要的理论和过程：
1. 火山活动：地球早期的火山活动释放了大量的气体，包括水蒸气、二氧化碳、氮气、甲烷、氨气和硫化氢等。这些气体逐渐积累，形成了地球的原始大气层。
2. 太阳星云：地球形成于约46亿年前的太阳星云，星云中的气体和尘埃聚集形成了地球。在这个过程中，一些气体被地球的引力捕获，形成了早期的大气层。
3. 彗星和小行星：一些科学家认为，地球的大气层可能部分来源于撞击地球的彗星和小行星。这些天体含有大量的水冰和其他挥发性物质，它们在撞击地球时释放出气体，为地球的大气层做出了贡献。
4. 光化学过程：太阳辐射与大气中的气体发生光化学反应，生成新的气体。例如，紫外线辐射可以分解水蒸气，生成氢气和氧气。氢气由于较轻，逐渐逃逸到太空中，而氧气则与地球表面的其他元素发生反应，形成了臭氧层。
5. 生物过程：地球上的生命体也对大气层的形成和演化起到了重要作用。例如，蓝藻等光合作用的生物通过消耗二氧化碳并释放氧气，逐渐改变了大气的组成，使得氧气成为大气中的重要成分。
6. 板块构造：地球的板块构造活动也影响了大气层的组成。例如，板块的俯冲可以将地表的碳埋藏到地幔中，从而减少大气中的二氧化碳含量。
这些过程共同作用，经过数十亿年的演化，形成了今天我们所知的地球大气层。地球大气层的形成和演化是一个动态的过程，至今仍在继续。大气层的组成和厚度受到多种因素的影响，包括地球的引力、磁场、温度、生物活动等。
二、大气的去处。
地球大气层并不会简单地“消失”在宇宙中，但它确实会经历一些过程，导致气体逐渐逸出到太空。以下是一些导致大气层气体损失的主要机制：
1. 热逃逸：地球大气中的一些轻气体，如氢气和氦气，由于它们的分子质量小，热运动速度快，可以克服地球的引力，从而逐渐逸出大气层进入太空。这个过程称为热逃逸。
2. 太阳风：太阳风是太阳释放的带电粒子流，它对地球的大气层有一定的影响。虽然地球的磁场可以保护大部分大气免受太阳风的直接冲击，但在磁场较弱的区域，太阳风仍然可以剥离一些大气中的气体。
3. 地球磁场的动态变化：地球磁场的变化，如磁场的反转，可能会暂时减弱磁场对大气的保护作用，导致更多的大气气体被太阳风剥离。
4. 宇宙射线：宇宙射线与大气中的气体分子相互作用，可以产生新的粒子，这些粒子可能会逸出大气层。
5. 微流星体撞击：虽然微流星体撞击地球的频率不高，但它们在撞击时会产生高温高压，导致一部分大气气体被抛射到太空中。
6. 生物地球化学循环：地球上的一些地质和生物过程，如板块构造、火山活动和生物活动，会影响大气中气体的循环和分布。例如，火山活动可以释放大量的气体到大气中，而一些生物过程则可以消耗大气中的气体。
7. 人类活动：人类活动，如燃烧化石燃料，会增加大气中的温室气体，如二氧化碳。虽然这些气体不会直接逸出到太空，但它们会影响地球的气候和辐射平衡，间接影响大气层的稳定性。
需要指出的是，尽管存在这些逸出机制，地球大气层仍然相对稳定，因为同时还有补充机制，如火山活动和生物过程，它们不断地向大气中补充新的气体。此外，地球的引力和磁场也在保护大气层免受太阳风的剥离。因此，地球大气层不会突然消失，而是一个动态平衡的过程。
三、大气的动态稳定因素。
地球大气层的动态稳定因素主要包括以下几个方面：
1. 地球引力：地球的引力是维持大气层稳定的基础因素之一。它吸引着大气中的气体分子，防止它们逃逸到太空中。这种引力作用使得大气层中的气体分子保持在地球周围，并形成了稳定的大气层结构。
2. 气压梯度力：大气层中的气压梯度力是指气压差异引起的力，会使气体分子从高压区向低压区运动。这种力与地球的引力相互平衡，进一步维持了大气层的稳定性。
3. 气体分子间的相互作用：大气层中的气体分子之间存在各种相互作用，如范德华力和碰撞等。这些相互作用使得气体分子在地球引力的作用下保持在一定的高度范围内。
4. 温度梯度：大气层中存在温度梯度，即温度随着高度的变化而变化。温度梯度影响了气体的密度和压强分布，从而影响了气体分子的运动和分布。温度梯度与地球引力和气压梯度力相互作用，维持了大气层的结构和稳定性。
5. 大气层的垂直结构：地球大气层从地面向上分为对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。每一层都有其独特的特征和功能，这些层次的结构有助于维持大气层的动态平衡。例如，对流层中的天气现象、平流层中的臭氧层对紫外线的吸收和保护作用，以及热层中的高温对大气粒子的作用等。
6. 生物和地质过程：地球上的生物过程，如光合作用和呼吸作用，以及地质活动，如火山喷发，都会影响大气中的气体组成和浓度，从而对大气层的稳定性产生影响。
7. 地球磁场：地球磁场保护大气层免受太阳风的直接冲击，减少了大气层中气体分子被太阳风剥离的可能性。这种保护作用对于维持大气层的稳定性至关重要。
8. 大气层的热力学特征：大气层的稳定与不稳定主要与温度和湿度的分布有关。温度随高度变化的规律，如正常递减、逆温和层状递增，以及湿度的分布，都会影响大气层的稳定性。
这些因素相互作用，共同维持了地球大气层的动态稳定，使得大气层能够持续地为地球上的生命提供适宜的条件。
四、地球大气的组成
地球的大气层主要由以下几种气体组成，以及它们的大致体积分数：
1. 氮气（N2）：约占大气体积的78.084%。
2. 氧气（O2）：约占大气体积的20.9476%。
3. 氩气（Ar）：约占大气体积的0.934%。
4. 二氧化碳（CO2）：约占大气体积的0.04%。
5. 氖气（Ne）：约占大气体积的0.001818%。
6. 甲烷（CH4）：约占大气体积的0.0002%。
7. 氦气（He）：约占大气体积的0.000524%。
8. 氪气（Kr）：约占大气体积的0.000114%。
