地球的總質量在太陽系八大行星中排名第五,被認為有60萬億億噸,這個數值是一直不變的嗎?當然也不是!實際上地球的質量是時刻都在變化中的,今年美國科學網站1月初就發表了題為《地球是在增大還是在縮小?》一文,認為地球每年會消失6.61萬噸的質量,所以認為地球其實正在變小。
為什麼會這樣認為呢?因為地球也是太空中的一顆星球,會與周圍空間進行物質交換,例如太空中的小行星、彗星,以及宇宙塵埃在靠近地球時都會被地球引力所捕獲,並成為地球的一部分,這當然會造成地球總質量的增加,另外還有地球兩極接收的太陽風(極光)和太陽光也會使地球質量少量增加。
但是地球在圍繞太陽運行的過程中,大氣層的外層也會有部分空氣流失到太空中,還有太陽風對地球大氣的吹拂,把地球大氣也算作地球一部分,那麼這又會造成地球總質量的減少,人類的航天發射活動也會減少地球質量,那麼權衡下來,地球的總質量是在增加還是在減少呢?
美國科學網稱美國NASA蘭利研究中心研究大氣逃逸問題的高級研究員紀堯姆·格羅諾夫給出了他的答案,他認為地球大氣逃逸的空氣品質要大於地球獲取的流星的質量。
對此他表示「雖然我們沒有精確的數據來判斷地球是在增大還是在減小,但通過觀測流星的速度,科學家估計每年約有1.65萬噸流星物質降落到地球上。」這也可以認為這就是地球每年增加的物質質量,畢竟極光和陽光給地球增加的物質質量是很少的。
格羅諾夫還利用衛星數據統計了每年地球大氣逃逸的總質量,認為「大約有8.27萬噸」,這遠大於地球獲取的1.65萬噸的流星物質,也意味著地球質量大約每年會減少6.61萬噸。
那地球大氣為什麼會丟失這麼多氣體呢?主要還是和人類活動與全球變暖有關,早有科學家指出,人類發射火箭和一些大氣層內核試驗會讓地球損失空氣品質,因為火箭發射時會帶出一部分,核試驗會導致空氣急速膨脹,迫使外層大氣部分逸出,而全球變暖影響更大,因為它會導致整個地球大氣層因溫度變高而膨脹,體積變大的大氣層其外層部分也就更容易脫離地球引力而散逸了,這是主要原因。此外還有森林大火、火山噴發等大量釋放熱量的活動也會推動大氣往高處流動,迫使地球外層大氣逸出。
圖中上方為氣象衛星拍攝的2022年1月15日湯加火山大噴發的景象,火山灰煙柱高達數十公里,衝擊波擴展兩千公里,煙柱頂端會有部分氣體被衝出大氣層。