科學(xué)信仰
06-03 10:27百家榜創(chuàng)作者，優(yōu)質(zhì)創(chuàng)作者
關(guān)注
本文參加百家號(hào)#科學(xué)了不起#系列征文賽。
地球大氣和我們通常所見的大地、巖石、河湖一樣，都是地球重要的組成部分，不同的是大氣看不見摸不著，所以我們總是忽視它的存在。
存在感極低的地球大氣對(duì)于整個(gè)地球生態(tài)而言，卻具有著非凡的意義。大氣層就好像是地球的一個(gè)保護(hù)罩，它保護(hù)著地球生命免受紫外線和宇宙塵埃的襲擊，大氣層還是一個(gè)保溫層，它的存在使得地球不至于出現(xiàn)過大的晝夜溫差，適中的大氣厚度可以讓地球溫度保持在一個(gè)相對(duì)舒適的狀態(tài)，有利于生命的繁衍生息。同時(shí)，地球大氣對(duì)于整個(gè)地球生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)也有著不可或缺的作用。那么這個(gè)包裹著地球的大氣層到底有多厚呢？其實(shí)關(guān)于地球大氣厚度的界定一直存在著諸多不同的標(biāo)準(zhǔn)，一般認(rèn)為地球大氣的厚度大約在100公里左右。
從結(jié)構(gòu)上來講，地球大氣并不是一個(gè)整體，它由對(duì)流層、平流層、中間層以及熱層所組成。
對(duì)于地球大氣，我們最為熟悉的部分就是對(duì)流層了，這一層也是距離地表最近的一層，一般認(rèn)為距離地球12公里以下的部分為對(duì)流層，這是一個(gè)非?；钴S的層。我們?nèi)粘Ｋ姷母鞣N天氣現(xiàn)象基本都發(fā)生在對(duì)流層。在對(duì)流層的上方就是臭氧層了，臭氧層也被認(rèn)為是對(duì)流層與平流層的分界線，而平流層的上限距離地表大約55公里，一般我們所說的大氣就是指對(duì)流層以及平流層，而在平流層的上方，大氣將變得極為稀薄。
在平流層的上方是中間層，中間層的大氣和對(duì)流層以及平流層就有所不同了，在這里，大氣處于部分電離或完全電離的狀態(tài)，所以中間層本質(zhì)上是電離層的一部分，而從中間層開始一直到地球大氣的邊緣，都屬于電離層。
中間層的上限高度大約在距離地表85公里到100公里左右，一些觀點(diǎn)認(rèn)為中間層就是地球大氣的最外層。
而在中間層之上其實(shí)還有一個(gè)熱層，熱層可以一直延伸到距離地表500公里的地方，熱層之所以叫熱層，是因?yàn)檫@里會(huì)出現(xiàn)高達(dá)1000攝氏度以上的高溫，但熱層本身卻又非常寒冷，這似乎有些矛盾，是怎么回事呢？這是因?yàn)闊釋又械母邷厥怯捎诘厍虼艌?chǎng)和電離分子相互作用而形成的，但是由于熱層本身大氣稀薄，物質(zhì)密度極為稀疏，所以這層依舊是十分寒冷的。
這就好比在宇宙空間中有一粒高達(dá)數(shù)千攝氏度的塵埃，但這并不能改變幾近真空的宇宙異常寒冷的事實(shí)。即使算上熱層，地球大氣的厚度也不過500公里而已，為什么會(huì)有說法認(rèn)為地球大氣厚度高達(dá)60余萬公里呢？
地球大氣最厚的地方可以達(dá)到63萬公里，這并不是一種臆想，而是科學(xué)家通過天文儀器進(jìn)行觀測(cè)而得出的結(jié)論。
地球大氣包裹著地球，而距離地表越遠(yuǎn)的部分，所受到的束縛就越小，在平流層之上，也就是距離地表55公里以上，地球大氣就會(huì)開始向宇宙空間飄散，而且離地表越遠(yuǎn)，向宇宙空間飄散的大氣就越多，但是這種飄散并不是單向的，如果大氣向宇宙中飄散的過程是單向的，那么假以時(shí)日，地球大氣就會(huì)消失殆盡了。
而在地球大氣向宇宙空間飄散的同時(shí)，地球也在吸引著宇宙之中的氣態(tài)分子，因?yàn)榈厍蚴蔷哂幸Φ?。引力本身是四種基本力之中最弱的，而氣態(tài)分子的質(zhì)量又很小，所以地球雖然能夠吸引氣態(tài)分子，卻無法將它們拉到地球大氣下層，于是這些氣體以氫離子云的形式包裹在了地球的外層，如果從地表算起，它的厚度達(dá)到了63萬公里。
為什么以前沒有發(fā)現(xiàn)這些氫離子云呢？這是因?yàn)樗鼈兊拿芏葮O為稀疏，這層包裹在地球最外層的氫離子云的密度有多低呢？低到每立方厘米只有不到0.2個(gè)原子，這比在地球上所能夠?qū)崿F(xiàn)的所謂真空環(huán)境的密度還要低，這就難怪以前沒有發(fā)現(xiàn)了。
不過密度再低，它也是客觀存在的，它也是地球大氣的組成部分之一，所以說地球大氣的厚度達(dá)到了63萬公里并不為過，有意思的是，如果按照這種邏輯來說，那么很多太空探索活動(dòng)實(shí)際上都沒有離開地球的范圍，包括所有的人造衛(wèi)星和其它在近地軌道飛行的航天器，實(shí)際上都是在地球大氣范圍之內(nèi)運(yùn)行，就連月球也處于地球大氣的包裹之中，畢竟地月平均距離也不過38萬公里，如此說來，月球?qū)嶋H上也就不能算是一顆地外星球了。
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