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Dalvm 發表於 2019-5-2 22:49

为什么氢气不会逃出地球?

腾讯网导航氢气球可以升到太空,为什么氢气不会逃出地球?

非凡视野

2017-12-24 12:00:00

事实上地球上产生的氢气,不是已经逃出地球,就是正在逃出地球的路上。氢是元素周期表中排第一的元素,是宇宙中含量最多的物质,占物质总质量的75%,原子总数的90%以上。地球刚诞生的时候,大气中有大量的氢和氦,由于这两种气体很轻,地球的引力无法将它们约束在地球上,因而很快就逃离了地球。但氢在地球上仍然很多,在地壳里占了约1%的质量,而按原子百分数计算则是17%,是地球表面丰度第三高的元素。但氢都是以化合物的形态存在,比如水,以及石油、天然气、动植物组织等碳氢化合物。氢在大气中含量极少,仅占百万分之一,而且不断地向外太空逃逸,每年损失达95000吨。正是因为质量低,很快就会逃逸到太空里,所以地球上游离态的氢气比较罕见。近年来一项研究指出,地球板块运动中缓慢扩散的岩石圈可能是游离态氢的重要来源,岩石在水里经高压产生化学变化形成蛇纹石,释放出大量游离态的氢,这些氢会经地壳裂缝或火山释放到地表。自然界中生物体的还原反应也会产生氢,比如一些细菌和藻类会释放氢气,动物的胃肠气中也含有氢气,不过你永远不必担心这些氢会把你吹成一个氢气球,飞到太空边缘发出“砰”的一声。一个有趣的现象是,变压器发生故障时会产生多种气体,其中氢气最为常见,所以一旦探测到氢气,修理人员就知道变压器出了大问题。

氢气会逃出地球的。如果氢气不逃出地球,对地球的生态将是一大灾难,地球上的所有氧气将与氢气燃烧变成水,所有生物将会因缺氧窒息而灭绝。最大的天体灾难是6500万年前的恐龙灭绝事件。科学家发现了尤卡坦半岛巨大撞击坑,并检测到外来铱元素的存在,一致认为恐龙是因为小行星撞击地球而灭绝的。地球的自愈能力超级牛逼,再大的天体灾难都很难将大多数物种彻底歼灭。科学家竟然无视,恐龙的灭绝经历了30至50万年时间,说它是小行星撞击所致很不负责任,极不科学。6500万年前,地球大气氧含量比现在多得多,这是巨型生物存在的前提条件。因为有氢气星云窜入太阳系,地球上的氧气就是这样通过几十万年时间被消耗殆尽,以致大型动物全部玩完。太阳射出的太阳风,所含的质子最多,如果氢气没逃离地球,估计我们现在出门都得带氧气袋,一切内燃机将全部熄火,煤气灶将变成摆设,煤碳与石油将变得一文不值。太阳系中,只有木星或土星才能完全缩绑住氢气,地球不行,也不能这么干。

据科学家研究分析得出,现代空气是由多种气体混合而成,它的恒定组成部分为氧,氮和稀有气体氩,氖,氪,氙等,可变组成部分为二氧化碳和水蒸气,它们在空气中的含量随地球上的位置和温度不同在很小限度的范围内会微有变动。此外空气中还有微量的氢,臭氧,氧化二氮,甲烷以及或多或少的尘埃。空气中恒定组成部分的含量百分比,在离地面100km高度以内几乎是不变的。以体积含量计,氧约占20.95%,氮约占78.09%,氩约占0.934%,也就是说,地球目前空气的主要组成成分是氮气和氧气。氢气在现今地球上的占比是微乎其微的,几乎是不存在的。其实在地球凝聚诞生的早期的原始大气层中,主要成分还是以氢和氦为主的,但是构成的这层大气寿命却很短,在早期就被太阳向外不断散射的强烈的粒子流形成的太阳风吹得无影无踪了。这些低分子量的气体便逃逸到了外层空间。总结,氢气在空气中是存在的,只是所占体积分数很小,外加氢气的密度又特别小,因此,氢气通常只存在于大气的外层空间。

难道是我孤落寡闻了么,没有任何动力,也没有任何的减压方式,也不使用特殊的航天材料,氢气球能飞入太空?假设你在地球上随意放了一个充满氢气的气球,它是怎么都飞不出地球大气层的,主要因为地球大气层有压力,越往上飞空气越稀薄,压力越小,与气球内的氢气形成压力差,气球是会爆炸的。又怎么飞的出去。要是成为现实,那估计现在地球的太空空间里都飘着10块钱一只的各种动画人物的氢气球了。现在来说氢气逃逸的问题。宇宙空间中最多的确实是氢和氦,但是我们地球就是这么的独特,地球的大气层却主要是由78%的氮和21%的氧,以及水蒸气和二氧化碳组成,几乎是没有氢气的,即使有也是游离在大气层边缘的氢原子,也不是氢气。为什么地球是如此特殊,因为地球相对于其他气态巨行星实在太小,木星的大红斑的宽度就是地球的1.5倍,在地球早期形成时引力无法束缚住氢,早都逃逸到太空了,又由于地球拥有海洋,所以吸收了空气中的二氧化碳,也就不会像金星成为二氧化碳高压锅,也不会像火星那样,没有磁场保护,被太阳风不断轰击,大气层几乎全部逃逸进太空。这么看下来,在大气层中的氢原子是会逃逸进太空,该逃的几十亿年前都跑光了,如今已没有再逃逸一说。

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