在太陽系的八大行星中，火星的自然環(huán)境與地球最接近，因此火星也理所當然地成為了人類的重點探測目標，在過去的日子里，人類已經(jīng)向火星發(fā)射了很多探測器，并收獲了大量的火星實測數(shù)據(jù)。

種種跡象表明，在幾十億年前，火星很可能也像地球一樣擁有厚厚的大氣、廣袤的海洋以及適宜的溫度，甚至還可能演化出了生命，但由于火星的內核早早地冷卻，并因此失去了磁場，這就造成了太陽風得以長驅直入，進而不斷地將火星的大氣“吹”走，于是火星的大氣就日益稀薄，并最終導致火星變成了我們現(xiàn)在所看到的樣子。

地球之所以能夠長時間地維持一個厚厚的大氣層，最主要的原因有兩個，一個是地球具備足以束縛住大量空氣的引力，另一個是地球一直擁有一顆熾熱的核心，其產生的強大的磁場可以抵擋住太陽風的侵襲，同時還可以束縛住高層大氣中的那些空氣分子被電離后形成的離子。

然而科學家卻發(fā)現(xiàn)，盡管地球的引力和磁場能夠對大氣層起到非常好的保護作用，但地球的大氣仍然在不斷地流失，根據(jù)科學家的估算，地球大氣的流失速率大概為每年10萬噸。那么問題就來了，隨著地球大氣不斷流失，未來的地球會變得跟火星一樣嗎？

總的來講，地球大氣的流失途徑主要有以下三種。

1、直接逃逸：我們知道，一個物體要脫離地球的引力束縛，就必須具有第二宇宙速度。盡管地球高層大氣中的空氣分子的平均速率低于第二宇宙速度，但這只是一個平均值，隨著分子運動的持續(xù)，一部分氣體分子就可能會在與其他氣體分子碰撞中獲得足夠的動能，進而直接從大氣層頂逃逸。

2、電荷交換逃逸：在地球高層大氣中，由于陽光的強烈輻射，大量空氣被電離，并因此產生了很多速度足夠快的離子，我們可以將其稱為“快離子”，但在地球磁場的束縛下，這些離子并不能直接逃逸。

當“快離子”與地球大氣中的速度較慢的中性粒子發(fā)生碰撞時，就有可能奪走這些中性粒子的電子，這個過程就被稱為“電荷交換”，在獲得電子之后，“快離子”就成了速度足夠快的中性粒子，地球的磁場對其就不再產生束縛作用，于是它們就具備了從地球引力場中逃逸的能力。

3、極地風逃逸：雖然地球有一個強大的磁場，但是它也有薄弱之處，那就是這個磁場的兩極，這種情況就會造成地球大氣中的離子可以更容易地從磁場的兩極向外移動，與此同時，太陽風在這片區(qū)域中也可以從距離地球表面更近的位置“吹”過，如此一來，地球的大氣就會因此而不斷流失。

在上述三種途徑中，氣體分子的分子量越低，就越容易流失。地球大氣的主要氣體是氮氣和氧氣，它們在大氣中的占比分別為大約78.1%和20.9%，對于這兩種分子量相對較大的氣體來講，它們的逃逸數(shù)量可以說是微乎其微，以至于可以忽略不計。

實際上，地球大氣流失的基本上都是分子量很低的氦氣和氫氣，其中的氦氣主要來自地球內部放射性元素的α衰變，由于氦的化學性質非常不活潑，極難與其他物質發(fā)生反應，因此地球內部產生的氦氣會源源不斷地進入大氣層，隨后不可避免地流失，即使在可以預見的未來里，地球上的氦也將會越來越稀有。

根據(jù)科學家的估算，在地球大氣每年10萬噸的流失量，氦氣其實只有大約1600噸，而其他的幾乎全部都是氫氣。

地球大氣中的氫氣來自于水，其主要產生途徑有兩種，一種是大氣中一小部分的水蒸氣被“光解”，簡單來講就是，來自太陽的短波輻射會破壞水分子的化學鍵，從而將其解成氫和氧；另一種則是海洋的海水可能會通過海底巖石的縫隙滲入地下，并與高溫的巖漿以及其中的結晶基巖產生一系列的化學反應，進而釋放出氫氣。

由此可見，隨著地球大氣的流失，地球上的水也會越來越少，但我們不必為此擔心，因為地球上的水大約有136億億噸，與如此巨大的儲水量相比，每年10萬噸的流失量根本就不值一提。

除此之外，地球的水也不是“只出不進”，因為地球會時不時地從宇宙空間中捕獲到少量的含水物質，而一些小天體（如彗星、小行星）也會不定時地給地球帶來水資源，這無疑進一步降低了地球上水的流失量。

綜上所述，盡管地球大氣在不斷流失，但這個流失量其實是很小的，而且流失的也不是構成地球大氣的主要氣體，所以在可以預見的未來里，地球的大氣并不會出現(xiàn)明顯的變化，地球當然也不會變得跟火星一樣。

好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關注我們，我們下次再見。

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