周沙莎

地球會(huì)變成另一顆火星嗎

周沙莎

本期主角：安賈麗·特里帕蒂

神奇咒語(yǔ)：關(guān)于地球，有太多令人驚奇的秘密。

安賈麗·特里帕蒂是一位天體物理學(xué)家，她致力于研究大氣逃逸現(xiàn)象。

什么是大氣逃逸呢？

我們從宇航員在太空為地球拍攝的照片上可以看到，地球環(huán)繞著一圈藍(lán)色的光。這個(gè)藍(lán)色的“圈”就是大氣層。大氣層里藏著多種氣體。某些氣體從大氣層中“逃”出來(lái)，“逃”往浩瀚的太空，這個(gè)過(guò)程就是大氣逃逸。

你知道嗎，每分鐘都有 400 磅的氫氣和將近7磅的氦氣從地球大氣層逃逸到外太空。這些氣體一旦逃逸，就不再回來(lái)。

氫氣、氦氣和很多其他氣體組成了我們所熟知的地球大氣層。正是圍繞著地球的這個(gè)氣體薄層，使我們安居的星球免于遭受過(guò)多來(lái)自隕石或類(lèi)似物質(zhì)的撞擊，保護(hù)我們不受太陽(yáng)那令人眩目的光線的直射，讓地球萬(wàn)物生長(zhǎng)。

當(dāng)這些氣體逐漸消失，大氣層將會(huì)變得越來(lái)越薄。

安賈麗說(shuō)，大氣逃逸不僅僅在地球上發(fā)生，宇宙中的所有行星都可能發(fā)生大氣逃逸現(xiàn)象。 而這一現(xiàn)象發(fā)生的方式，揭露了行星自身的奧秘。

行星的一個(gè)基本特點(diǎn)，是它們自身由于重力的束縛而形成一個(gè)整體，也就是說(shuō)，行星是一大堆物質(zhì)在吸引力的作用下聚在一起的，因此它們是圓的。

行星的另一個(gè)基本特點(diǎn)來(lái)自于恒星的作用。太陽(yáng)系的所有行星都圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，而這從根本上導(dǎo)致了大氣逃逸現(xiàn)象的發(fā)生。恒星（太陽(yáng)）為行星提供光和熱，這些光和熱就是導(dǎo)致大氣從行星逃逸的能量。

你知道熱氣球嗎？你放過(guò)孔明燈嗎？

熱空氣會(huì)將氣體向上推。如果你有足夠的能量和熱量，就像我們的太陽(yáng)那樣，那么這些僅僅受到重力束縛的輕盈氣體就會(huì)逃向太空。無(wú)論在地球上，還是在其他行星上，大氣逃逸現(xiàn)象都在發(fā)生。

安賈麗在一次演講中說(shuō)，早在20世紀(jì)80年代，美國(guó)國(guó)家航天局的“動(dòng)力探索者號(hào)”太空船透過(guò)紫外線為我們拍攝的地球照片，就向我們展示了逃逸的氫氣，即照片中紅色的光。 在照片中，我們還可以看到其他氣體的樣貌，如氧氣和氮?dú)猓鼈兪钦掌邪咨奈⒐?。這些照片向我們展示了我們的大氣層并沒(méi)有被牢牢束縛于地球表面，它實(shí)際上還延伸到了遙遠(yuǎn)的太空中。

火星是離我們最近的行星。它比地球小得多，借以束縛大氣的引力也小得多。因此，火星的大氣層比地球的大氣層薄得多。在火星表面，我們可以看到有很多“火山口”。這些“火山口”表明，火星沒(méi)有可以足夠阻止隕石撞擊的大氣層。另外，火星是一顆“紅色行星”。通過(guò)研究，我們知道，火星以前比現(xiàn)在濕潤(rùn)，甚至存在過(guò)水。當(dāng)水獲得足夠的能量時(shí)，它就分解為氫氣和氧氣。較輕的氫氣會(huì)逃逸到太空中，留下來(lái)的氧氣氧化了地表，使火星的地表變成了這種我們熟悉的銹紅色。

如果我們對(duì)比太陽(yáng)系的行星就可以發(fā)現(xiàn)，距離太陽(yáng)較近的行星為巖態(tài)，而距太陽(yáng)遠(yuǎn)一些的行星體積更大，氣態(tài)程度更高。

安賈麗說(shuō)：“在遙遠(yuǎn)的未來(lái)，太陽(yáng)會(huì)變得更亮。它會(huì)給我們帶來(lái)巨大的熱量。地球也會(huì)因此流失更多氣體。所以，在遙遠(yuǎn)的未來(lái)，地球很可能看上去會(huì)更像火星——水分解產(chǎn)生的氫氣以更快的速度逃逸到太空中，氧氣氧化了地表，留給我們一個(gè)干燥的紅色星球。不過(guò)別害怕，最近幾十億年之內(nèi)，這種情況還不會(huì)發(fā)生，我們還有時(shí)間做準(zhǔn)備。”

·芝麻語(yǔ)錄·

我想讓大家意識(shí)到正在發(fā)生的事情——大氣逃逸不只是在未來(lái)，而是此時(shí)此刻就在發(fā)生。我們探索火星或是像熱木星這樣的系外行星的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)了諸如大氣逃逸這樣的現(xiàn)象，從而大大增進(jìn)了我們對(duì)地球的了解。如果你下次再覺(jué)得太空遙不可及，不妨想想我們的發(fā)現(xiàn)。

——安賈麗·特里帕蒂