地球上的水会逃出地球吗？
已有 12982 次阅读
|个人分类:|系统分类:|关键词:水,地球,逃逸速度,分子运动速度,水汽,大气层,浮力,扩散,电离层|
我们知道：因为地球的引力，自由落体状态下的重物总是往下落，因此地球上的固态水、液态水是不会自己跑出地球的。但是，地表的水会因水蒸发、植物蒸腾或冰雪升华成为水汽而进入大气，而水汽的密度比空气密度低，水汽在静止空气中有上浮的趋势，正如我们看到的水滴非常小、与气态水接近的白色水蒸汽都是往上走而不是下沉，那么，水汽是否会一直浮升而跑走呢？另外，气体总有从密度高的地方向密度低的地方扩散的趋势，近地面的水汽密度显然高于几近真空的星际空间的水汽密度，大气中的水汽是否会因为扩散而挣脱地球引力的束缚跑到地球之外去吗？另外，是否存在水分子发生化学、高能物理变化后跑到地球外而使地球水减少的可能呢？&大气中的水汽水汽指空气中气态的水，而不包括空气中状态不稳定的液态的水（云、雾、雨）和固态的水（雪、霰、冰雹）。空气中的水汽比湿，即水汽质量占空气总质量的百分率，随着空气干湿的变化从0到4%变化很大，寒冷干燥地区干燥季节几近于零，热带多雨地区多雨季节接近4%。&大气的分层结构与水汽的分布随着空气从地表到高空越来越稀薄，大气中的水汽密度也从地面向高空逐步下降。观测结果表明，在距地面<span style="font-family:color:#.5~2km高度，水汽含量只及地面的<span style="font-family:color:#/2；在<span style="font-family:color:#km高度，只相当于地面的<span style="font-family:color:#/10，再往上更少。水汽绝大部分集中在低层，有一半的水汽集中在2公里以下，四分之三的水汽集中在4公里以下，10-12公里高度以下的水汽约占全部水汽总量的99%。90％的大气水汽都集中在对流层内。对流层的高度在赤道附近有12公里厚，在两极只有8公里厚。自向上至55公里高度的平流层，水汽含量已经极少。平流层即大气垂直运动很弱、以水平运动为主的大气分层。其形成机理与臭氧层密切相关。因紫外线的照射，位于平流层顶部的一部分氧分子被分解为氧原子，氧原子与未分解的氧分子结合生成臭氧，臭氧吸收大部分短波紫外线而升温形成逆温层。平流层底部（对流层顶部）的温度在-80℃以下、气压在100hpa左右，对流层顶的温度在-3℃～0℃、大气压在1hpa左右。逆温层的存在阻止了大气的上下对流。从到85公里高度为中间层，大气温度随高度上升而降低，层顶温度可低至-100℃，是一个较弱的对流层。在距地面的高度80km左右，还有冰晶存在，在深曙深暮期间被太阳照射而形成呈淡蓝色或银灰色的夜光云。这类冰晶颗粒的半径一般为0.05～0.5微米。只有在高纬度地区（50-65度）的夏季才能见到夜光云。从到800公里高度为暖层。在270公里高度处，空气密度约为地面空气密度的百亿分之一。暖层在300公里高度时的温度高达1000℃以上。暖层又称电离层，暖层中的氮（N2）、氧（O2）和氧原子（O）气体成分，在强烈的太阳紫外线和宇宙射线作用下，已处于高度电离状态。在电离层中，即使有水，也会被电离成氢离子和氢氧根离子，因此不可能存在水分子。暖层顶以上称为外层，也叫磁力层，又称逃逸层。这里的温度很高，可达数千度；大气已极其稀薄，其密度为海平面处的一亿亿分之一。它是大气圈的最外层，没有明显的上界而与星际空间相连。由于空气十分稀薄，受地球引力作用较小，一些高速运动的大气质点可因此脱离大气圈，逸散到星际空间去。水汽不会因为浮力而跑出地球原因之一是水汽可以被溶解于空气。大部分水汽被溶解于空气而混为一体，水分子与其他空气分子结合在一起，不会因为比重的不同而分层。原因之二大气层中有温度很低的区域，例如对流层上部的温度可低至℃在较冷的区域气态水分子会凝结成液态水、甚至凝华为固态水，并相互合并成水滴、冰晶，当水滴、冰晶大到一定程度就会掉落下来。原因之三是大气层有逆温层存在，包括平流层和热层，都是上层温度高而下层温度低，温度低的下层空气密度更高，不可能靠浮力运动到密度低的上层。原因之四：即使逃脱第一、第二、第三关，少数跑到电离层的水分子，也会被分解为氢离子和氢氧根离子；同时氢离子和氢氧根离子的质量比水分子更小，所以即使少许漏网的水分子没有被分解，也不会上浮到电离层以上。因此，地球上的水分子不会因为质量小靠空气浮力来跑到电离层以上，也自然跑不出地球。水汽不会因为分子扩散而跑出地球如果水分子向外的分子扩散运动速度超过了该高度的地球逃逸速度，水分子就可以逃逸入太空。下面我们具体考察一下地球大气环境中的逃逸速度和分子扩散运动速度。星球的逃逸速度公式为： & $v=sqrt{(2gR)}$ 其中R表示计算逃逸速度的位置与星球中心的距离（m），g表示该位置的重力加速度（m／s2），sqrt是根号符。在地球表面，g＝<span style="color:#.8 m／s2，地球半径按<span style="color:#70km计，逃逸速度为<span style="color:#.17km/s。大气外层的底部约在距离地面<span style="color:#00千米高处，距离地心<span style="color:#40千米，该处的重力加速度计算公式为： $g=(GM)/r^{2}$ 其中G为引力常数（G=6.67259×10-11N·m<span style="font-family:color:#/kg<span style="font-family:color:#），M为星球质量（千克）。地球的质量为<span style="font-size:17font-family:color:#.977×<span style="font-size:17font-family:color:#24kg。代入各数，大气外层底部重力加速度为<span style="color:#.34 m／s2，逃逸速度为<span style="color:#.4km/s。而在距离地面<span style="color:#000km高度，逃逸速度减小为<span style="color:#km/s。气体分子平均速率计算公式为：c=1.6sqrt[(R×T)÷μ]其中，R为气体常数（8.314J/(mol·K)）, T为绝对温度（k），μ为气体分子量。在室温下，空气分子的平均速率为c=461m／s，相当于枪弹的速度。在大气逃逸层，温度在1000℃以上，按1300k计算，空气分子的平均速率达到977m/s。不同温度下常见气体分子的平均速率如下表所示。&表1 不同温度下的常见气体平均速率（m/s）常见气体温度300k温度1300k名称分子量平均速率5倍平均速率平均速率5倍平均速率氢原子217878934371918597氦气412636317263013150氧原子16632315913156575水汽18596297812406199氮气28<span style="font-family:宋体;background-color:#<span style="font-family:宋体;background-color:#<span style="font-family:宋体;background-color:#4970空气29<span style="font-family:宋体;background-color:#<span style="font-family:宋体;background-color:#977<span style="font-family:宋体;background-color:#二氧化碳4438119017933965&分子运动的平均速率只是很多分子的速率的平均，其中肯定有运动速率高于平均速率的分子。统计上，高于平均速率5倍的分子已经很少。所以，如果一种气体的5倍平均速率低于逃逸速率，就可以认为该气体达不到逃逸速度，逃不出星球的引力约束。对比表1中不同气体的5倍平均速率与地球逃逸速率（地面11.17km/s，1000km高空10.4km/s），可知在近地面，所有气体成分都不可能靠分子热运动逃离地球；而在大气外层下部，因为引力减弱且温度很高，逃逸速率下降而分子运动速度加快，氢（原子或离子）和氦气已经可以逃出大气层而进入太空，只是分子量较大的氧气、水汽、二氧化碳、氮气仍然逃逸不出去。再往上到10000km高空，地球逃逸速度降低到7km/s，温度最高可达3000℃，空气主要成分的五倍分子运动速率都在7km/s以上，也就是说，在大气逃逸层上部，在理论上，几乎所有大气成分都是可以逃出地球的。但是，在2000km以上高度，是完全电离的磁力层，空气分子实际都不存在了，重原子也不存在，只剩下H、He两种原子。所以除了氢和氦，不存在空气逃逸地球的问题。所以对于是否真有水分扩散逃逸出地球的问题，答案是否定的。原因是水分子根本到不了逃逸层。水分子只存在于电离层之下，被电离层分解而越不过电离层，不可能出现在电离层之上的逃逸层。&水汽是否会通过其他物理化学作用逃离地球？进入电离层的水分子会被电离为氢离子和氢氧根离子，而氢离子很轻，是可以穿透电离层进入逃逸层、并进一步逃逸到星际空间的。地球内部的水分子虽然不能直接逃出地球，但是否会通过电离、损失氢离子的方式而减少呢？据估算，地球每秒钟逃逸损失的氢有3kg，氦则有每秒50克。不过，尽管地球上的氢在逃逸，但在几十亿年的地球史上水却没怎么减少。一方面，在氢逃逸出地球的同时，太阳风、陨石也在不断给地球补充氢，使氢得到部分补充。另一方面，尽管水分解的氢逃逸了，但剩下来的氧却可以跟氨、硫化氢、甲烷等反应，生成氮、硫酸、二氧化碳和水。正是氢逃逸、氧留存，使地球上的氧气逐渐增多，并氧化其他物质生成水，这样的机制使以水蒸气、氢、氦、氨、硫化氢、二氧化碳、甲烷为主的地球原始大气，逐渐变成以氮、氧、二氧化碳为主的地球现代大气，并形成了海洋，才有了适宜人类生存的生机勃勃的地球。不过，现在地球上大气中的氢已经很少。如果氢的逃逸主要依靠水分子自然电离／人为电解来提供氢，而氧与其他物质反应生成水的数量抵不上电离／电解的水，那地球上的水就会因为氢的佚失而损失一部分。&总之，地球上的水，既不会因为水汽比重轻而上浮逃跑，也不会因为水分子扩散而逃逸，起关键作用的是大气暖层（电离层）使水分子分解成氢离子和氧离子，水分子被电离层阻隔而不能在电离层之上出现。同时，在地球原始大气氢很多的条件下，水分解后氢逃逸、留下氧来氧化其他物质生成水，使地球的水并没有因为电解氢流失而减少！
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自贾绍凤科学网博客。链接地址：
上一篇：下一篇：
当前推荐数：28
推荐到博客首页
评论 ( 个评论)
扫一扫，分享此博文
作者的精选博文
作者的其他最新博文
热门博文导读
Powered by
Copyright &　　为什么地球上的水源越来越少？　　主要原因是我们人类对地球水资源的认识不够清楚，导致地球上的水资源遭到了严重的破坏，人类自己还不是很清楚自己面临着的危险，仅有的水资源又得不到有效的保护，再加上人类自己的社会发展的比较快，需要水资源的数量成倍的增加，这是导致地球上的水资源越来越少的一个主要原因所在。
主帖获得的天涯分：0
楼主发言：13次 发图：0张 | 更多
　　改完结了……看看坏人多少？这些人该在地球活吗？作恶多深？多大？几个真正善良人，真正好人的？因果会有的
　　坏人喝得多！
　　就不去工业化
　　无知啦，地球一直没有水，直到有一天一颗有水的彗星撞击地球，地球才被水污染了。
　　是很纳闷，小时候到处潺潺流水。原来老家河里能游泳，还经常淹死儿童，现在只能洗脚了。
　　这个帖子标题是伪命题，地球上的水怎么会越来越少？水渗透到地球里还是流向外太空？都没有，地球上的水一滴都没少过，只会增加，烧煤炭，石油，天然气，氢气都会产生不少的水，而水变成其他物质或者气体很难，成本很高。应该说由于破坏环境，降雨量少，地球陆地上的水越来越少。
　　物质不灭。
　　谁告诉你水资源越来越少的
　　说话要严谨，不然，别人以为你在胡说八道
　　楼主整体搞这个，不工作不要养家糊口吗？　　吃什么喝什么？
　　现在高考不限年龄，赶紧考个大学去。　　别天天在网上神神叨叨。　　现实中农村老光棍也需要养父母的。　　醒醒吧，孩子。
　　地球上物质是不灭的，你这少了，其他地方就多了嘛。
　　谁说少了?只是分布不均罢了。有的地方旱灾，必定有的地方水灾。
　　水污染的问题，大家一定要把电池等有重金属的东西交到合适的地方，发现水污染就要匿名举报，这样才会给子孙后代一个交代。
　　文字不够严谨，不是水资源少了，而是淡水资源越来越少。地球水的总量是不变的。你能先众人之忧而忧，说明你是好人，有博爱之心。但人类是不值得爱的，你爱人类，人类不爱你，多数人都是自私自利、目光短浅、好逸恶劳、总想炫耀逞强抖威风的蠢动物…肉食者整天饱食终日、无所事事、像猪狗一样活着，它们对这样的生活很满足，幻想这样的生活可以永恒的遗传下去，让它们的子孙也受享无穷…它们不读书，不思考，它们对世界对哲学一无所知。皇帝命走狗文人编了一些假哲学来忽悠人民，猪狗们对假哲学，像夏天舔雪糕一样，舔得津津有味。突然，有一个幼稚的敢讲真话的聪明人，看出了假哲学的矛盾，用文字揭露一下。猪狗们虽然很懒，但鼻子却很灵，它们马上嗅到了不爽，心中小怒：额？你这蚁民，居然也会思考了，居然比猪狗聪明了，这还了得，马上抓起来…于是抓了起来。孙文说：世界潮流，浩浩荡荡，顺之者昌，逆之者亡。猪狗说：这个道理我们懂，那是几百年以后的事了，但在这几百年内，蚁民中谁让我们不爽，我们就消灭谁…蚁民说：再过五十年，人民没水喝了，你们不担心么？猪狗说：很好，三年自然灾害，我们都见过了，难道我们会怕世界没蚁民么，我们只怕伟大的
　　记得看过一个帖子 不是说的水就在大气层内循环吗
有没有知道的
　　大海里的水多着呢。
　　水少了，这个问题值的深思，代表地球变化，可以因起不少问题，不过也不要怕，时间还多，交给下几代人
　　空气都开始卖了，你在这里说水，你个傻逼
　　应该说可以用的水在减少吧
单说水真心没少
　　一看标题，就知道是民科的语言。
　　看了前面很多人的回答都不对，可能是因为楼上的人比较少到农村和山区。　　我赞同楼主的说法，现在陆地上的水源确实在明显的减少。　　我走过不少地方，广西大部，湖北、江西、广东、贵州等省的山区、农村，对比地形图，发现以前的很多河流水宽度明显变窄，深度变浅，很多溪流断流或消失，以前的沼泽变水田甚至旱地，水潭干枯，湖面变窄，并且跟当地民众求证，他们也说现在水确实少了很多。　　这些可都是我自己走过看到的现实。
　　水被印度人喝了，他们不计划生育
　　@那是吐米
17:12:35　　地球上物质是不灭的，你这少了，其他地方就多了嘛。　　-----------------------------　　往水里倒入一桶墨水，水变多了
　　@四只亦寒
20:35:31　　大海里的水多着呢。　　-----------------------------　　大海的水你敢喝？
　　整个地球的H2O都在我们的星球上循环的，不会多一些（除非带水彗星充入地球），也不会少一些（当然发射火箭上太空会带走一些H2和O2）　　只是我们人越来越多了
　　地表有一定坡度，“水—水蒸气—水 ”这样的水循环周而复始，如果高处的地表没有储水的设施，比如植被、土壤，水就会在重力的作用下流向低处，汇入海洋，高处的水将慢慢减少，除非风力把海洋上的水汽吹向地表。　　除了热力、重力，人力也可以让水位移，比如地下水，据说有些城市由于地下水被抽取太多，地面已经多处塌陷。
　　不问是不是，就问为什么，这是耍流氓
　　米国人不知节约为何物
　　整个大自然是一个循环节能的系统，任何水都不可能浪费，只不过动植物在生长过程中会消耗一小部分水，无论你流汗也好撒尿也好，这些水最终通过蒸馏方式会再次来到地球。
　　水资源并没有减少，而是适宜人使用的成本较低的人均优质水源在减少，把人类活动暂停了，给地球一点时间，它的自我修复能力比你想象的更加让人你吃惊。
　　从楼主问别人问题的角度看，楼主在装逼，楼主到底要带什么私货？
　　又是你这个精神病
　　伪命题
　　@水煮青蛙-26 12:57:32　　整个大自然是一个循环节能的系统，任何水都不可能浪费，只不过动植物在生长过程中会消耗一小部分水，无论你流汗也好撒尿也好，这些水最终通过蒸馏方式会再次来到地球。　　-----------------------------　　人类可使用的水越来越少
　　到处都在发水，水少了吗？
　　核聚变技术民用，能源问题解决以后，水根本不是问题。海水淡化成本基本上就是零。
　　那个，人喝的水都变成尿液，汗水，极其它蒸发了，等于没喝，那到底人喝的水真正消失的占喝的比重几成？
　　省点水.
<span class="count" title="
请遵守言论规则，不得违反国家法律法规回复(Ctrl+Enter)地球上的水为什么越来越少，会不会枯竭_百度知道
地球上的水为什么越来越少，会不会枯竭
我有更好的答案
你所说的“水”越来越少,可能是说,饮用水越来越少,或者,水资源的分布越来越不科学,越来越不平均.行星上的水,会逐渐溢入太空,这是有科学依据的地球上的水的来源有大致有三种：1,地球形成初期,自身所携带的水元素.2,陨石或彗星所带的水元素,经过大量撞击后留在了地球.3,由自然想象或人为现象,由化学反应生成的水分子.我们如果到“金星”上旅游一次,就会发现金星其实是地球的“同胞兄弟”.很久很久以前,金星曾经也是水源密布,但由于自身的“温室效应”,水大量进入大气层,最终飘入太空,最终完全干涸.由于地球温度适宜,有稳定而合适的大气,水流失的很慢的,饮用水的减少其实大都是人为造成.但是,如果加速地球温室效应的进程,在太阳还没毁灭之前,地球上将会滴水不剩,海洋完全干涸,海洋性季风将不复存在.到那时,鱼最好是进化出肺和四肢,爬上陆地才能生存.但是最终,植物也在劫难逃.人类的饮用水只能通过化学方法,利用氢元素和氧元素进行合成.人类将会进化,身体需要的水分也越来越少,不排汗或者很少排汗.人类将会缩小自身体积,减少散热需求,防止身体消耗过多水分.
采纳率：66%
很有可能，因为有很多水源被人毁掉了，而且还有很多人不节约用水，早晚有一天，会干枯
本回答被提问者采纳
因为全球气候越来越暖 导致气候越来越干旱 淡水越来越少
大概500年后可能就没了
引用风雨同舟425的回答：你所说的“水”越来越少,可能是说,饮用水越来越少,或者,水资源的分布越来越不科学,越来越不平均.行星上的水,会逐渐溢入太空,这是有科学依据的地球上的水的来源有大致有三种：1,地球形成初期,自身所携带的水元素.2,陨石或彗星所带的水元素,经过大量撞击后留在了地球.3,由自然想象或人为现象,由化学反应生成的水分子.我们如果到“金星”上旅游一次,就会发现金星其实是地球的“同胞兄弟”.很久很久以前,金星曾经也是水源密布,但由于自身的“温室效应”,水大量进入大气层,最终飘入太空,最终完全干涸.由于地球温度适宜,有稳定而合适的大气,水流失的很慢的,饮用水的减少其实大都是人为造成.但是,如果加速地球温室效应的进程,在太阳还没毁灭之前,地球上将会滴水不剩,海洋完全干涸,海洋性季风将不复存在.到那时,鱼最好是进化出肺和四肢,爬上陆地才能生存.但是最终,植物也在劫难逃.人类的饮用水只能通过化学方法,利用氢元素和氧元素进行合成.人类将会进化,身体需要的水分也越来越少,不排汗或者很少排汗.人类将会缩小自身体积,减少散热需求,防止身体消耗过多水分.
地球水不会少，水分子根本就进不了太空，只是水的形态会发生变化，液态气态固态而已
1条折叠回答
其他3条回答
为您推荐：
其他类似问题
地球上的水的相关知识
&#xe675;换一换
回答问题，赢新手礼包&#xe6b9;
个人、企业类
违法有害信息,请在下方选择后提交
色情、暴力
我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。地球上的水用完了怎么办?可以去别的星球拿地球上的水用完了怎么办?可以去别的星球拿脑动历史观百家号地球上的水并不是无穷无尽的，虽然地球上的水含量很高，但如果有一天淡水资源枯竭了怎么办?有人说有海水呀，海水转化成淡水当然是可以的，小编这里说的地球水用完是理论上的哈。要是真有那么一天的话，人类会不会灭亡?答案是否定的，即使地球上的水用完了，我们可以到别的星球去拿，或者是移民到别的星球去。真的有这种星球?我们来看下面这篇文章。科学家曾对地球上的含水量做过深入的研究，他们得出了以下一张惊人的对比图。如果把地球上的水抽干，将其转换为水球，情形是这样的：认真观察，你会发现图中实际上有两个水球。其中，大的那个是地球的总水量，小的那个则是地球的淡水含量。相比于太阳系中的其他一些星球，地球上的含水量真是少得可怜。比如，木星著名的卫星——木卫二欧罗巴。尽管木卫二的大小只不过与月球相当，但科学家根据数据分析，推测其表面冰层之下隐藏着大片海洋，水量超过地球的两倍。不过，与木卫二的邻居，太阳系中最大的卫星木卫三相比，木卫二又显得小巫见大巫了。通过研究木卫三上极光的微小偏移，科学家推断木卫三拥有巨大的地下海洋。据估计，木卫三上厚厚的冰层和地下海洋所蕴含的水量可能超过了地球的30倍。随着探索步伐的不断向前，科学家在太阳系中更多的星球上发现了含水的迹象。最近，科学家陆续宣称在冥王星和土卫四的地表之下也可能隐藏着海洋。为了让大家对地球和太阳系各星球的含水量有直观的认识，Business Insider 联系了美国宇航局喷气推进实验室的科学家Steve Vance，计算并制作出了以下一份排行榜：&看到这份排行榜，小编也是无力吐槽了，原来地球的含水量在太阳系中简直是低的让人不忍直视。看到这里，小编就放心了，因为真的有一天地球的水用完了，大不子去别的星球上拿就好了，相信那时候，我们的科技水平也达到了一个很好的高度了，你说呢?当然小编纯属玩笑话，节约用水还是我们应该做的事情。水是生命之源吗。本文由百家号作者上传并发布，百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点，不代表百度立场。未经作者许可，不得转载。脑动历史观百家号最近更新：简介:历史是用来细细回味的。作者最新文章相关文章为什么地球上的水会越来越少？ - 知乎6被浏览<strong class="NumberBoard-itemValue" title="分享邀请回答1添加评论分享收藏感谢收起0添加评论分享收藏感谢收起写回答