作为一个地球人我们需要知道我们所在星球的质量是极其不稳定的,因为地球上的物质每天都在不同程度的增加和减少。所以,到底发生了什么?在本文中,我们将详细地解释地球是如何获得和失去质量的。
因为引力的缘故,我们的星球正在从太空吸引相当大的重量,每年“吸收”约 1570 万公斤的太空尘埃。这大约是 100 架波音 747 或 7,000 辆 f150 卡车的重量。
上述聚集的大部分物质以尘埃的形式进入我们的大气层,最终落在地表。
每年摄入一千六百万公斤是相当多的;事实上, 今天有几颗新近扫过的太空尘埃颗粒落在你的头发上也是很有可能的!
我们地球每年吸收的质量的其余部分主要来自陨石。据美国国家航空航天局(NASA)称,一年中的任何一个晚上每小时看到多颗流星都是很正常的。然而,当我们的星球经过彗星轨迹时,这个数字有时候也会急剧增加,从而导致流星雨。
流星雨通常以有规律的、可预测和间隔发生的,所以我们事先知道什么时候会发生。它们通常以靠近流星出现在天空中的位置的星座或恒星来命名。
一个很好的例子就是耳熟能详的英仙座流星雨,每年 7 月、8 月都可以欣赏到。英仙座流星雨是地球穿过斯威夫特-塔特尔彗星尘埃轨道的结果。
英仙座流星雨
地球是如何失去质量的?太空尘埃和陨石并不是这里要考虑的唯一现象。因为在增加质量的同时地球实际上也在失去质量。
那么它是如何失去质量的呢?这里的一个重要因素是核衰变,它发生在我们星球的地壳深处。简而言之,重的、不稳定的原子核通过辐射失去能量,留下较轻的粒子。 (根据爱因斯坦著名的“E = mc2”方程,质量可以转化为能量。)
另外一个有趣的事实就是,地球上大约一半的热量都是由核衰变产生的。 地球物理学家估计,大约有 44.2±1.0 太瓦的热量正从地球内部涌入太空。其中大约一半是由铀 238 和钍 232 的衰变产生的。
上面提到的数字是天文数字,但是,由于核裂变的效率, 放射性衰变对 我们星球经历的质量损失影响很小。据估计,由于核裂变和自然核衰变,地球每年将损失约 16,000 千克的质量。
此外,另一个重要的因素就是我们 的地球正在“泄气”——地球的引力不足以阻止最轻的粒子(主要是氢和氦)离开。
我们高层大气中的氢和氦往往会相互碰撞,然后其中一个粒子通常会失去动能,而另一个粒子会获得动能。一些粒子以这种方式不可逾越地达到逃逸速度并因此逃离我们的引力井。
人造卫星和火箭也是一个因素,大多数火箭和卫星最终都会落回地球,但这些相比上述的因素简直就是九牛一毛,因此它们在这个方程式中并不重要。
据估计,每天大约有 90,000 公斤物质从我们的高层大气中逸出(每年 3280 万公斤,约合 7240 万磅)。
地球在变大还是变小?从上文知道,我们的星球失去的质量是远远大于增加的质量的。 当然,这只是一个估计,存在许多不同的误差。一些更精确的计算将地球的年度减重量定为每年约 8000 万公斤。
因此,从理论上来说我们的地球实际上是在变小。
尽管如此,我们也没必要对此恐慌,因为我们星球的大气层重约五千万亿 (5 × 1015) 吨。这意味着它需要上百亿年的时间才能完全蒸发掉。
合着不单是黑洞会蒸发,行星也会蒸发[得瑟]