地球磁場消失後,地球大氣被太陽風剝離需要多長時間?

時間 2021-06-02 13:10:03

1樓:治國評天下

如果地球磁場消失的話,太陽風確實可以吹跑部分大氣。太陽風是高能粒子,比如是高速運動的質子或電子,在來到地球上上空,距離地球幾萬千公尺的時候,會與地球磁場作用,其路徑被地球磁場偏轉,繞過地球,大幅度減少了這些高能粒子對地球大氣的衝擊,進而避免了大氣分子的可能逃逸。對保護地球大氣,地球磁場作用確實巨大。

如果沒有地球磁場,地球大氣受到太陽風的影響,會被吹跑一部分,時間一長,就不妙了。會導致地球大氣下降許多,比如下降到現在的三分之一或二分之一。這個過程應該需要幾十萬年的時間,或幾百萬年。

不過,由於地球質量相對火星大的多,因此,所殘留的大氣也應該會多得多。火星大氣密度只是地球的百分之一。地球的大氣密度如果沒有地球磁場的保護,也會下降許多。

究竟多少,不好估測。火山爆發會補充地球大氣物質,地球也會捕獲一些星際物質,也會補充大氣的。總之,地球殘留的大氣會明顯比火星多。

當然,地球距離太陽更近,如果沒有磁場保護,太陽風會更強大,不過,最終結果地球大氣依然會明顯多於火星大氣的。

2樓:yang shen

現成的例子,金星這麼久都沒被剝乾淨,遑論比它大比它重比它遠比它涼的地球了。

就是因為地球的引力足夠大,大部分氣體分子的速度達不到逃逸速度,即使被電離增加速度,損失大氣的速度也很有限。

不過,對於氫元素區別就比較大了,被太陽風電離的氫離子在沒有磁場約束的狀況下,會比較快的流失。慢慢地,地球的大氣也會酸化,變得越來越像金星吧。

3樓:

行星的大氣採用地球的大氣模型,去掉磁層。自高到低,依次是電離層、熱層、中間層、平流層、對流層。恆星風與行星大氣的作用應該集中在電離層,因此,模型化為高速等離子體(恆星風,速度數百km/s)與靜止理想氣體的相互作用。

理想氣體的聲速正比於 。電離層溫度較低,恆星風與其碰撞加速使之速度可能超過聲速,形成激波。激波運動加熱電離層上區,電離層因之膨脹、逃逸。

引力、磁場可以束縛住等離子體。失去磁場,逃逸率應增大。

行星大氣滿足麥克斯韋玻爾茲曼分布。在速度空間是高斯分布,在高度上密度、壓強是指數分布。由於沒有磁場,行星不能俘獲恆星風粒子,故在熱力學上,恆星風相當於位於電離層的熱源,加熱電離層。

電離層變稀薄,下層大氣物質在壓力的驅使下膨脹入電離層。

電離層是恆星輻射的紫外線、X射線電離大氣分子而形成的。隨著電離層頂部的粒子逃逸,進入電離層的分子將被恆星輻射電離,補充電離層。

行星大氣來自行星形成期俘獲的氣體,行星早期釋放的氣體,行星穩定後地質活動產生的氣體,行星從太空獲取的物質(如含冰物質)氣化的氣體。因此一方面氣體在電離層因星風作用逃逸,另一方面,大氣有物質補充。能否剝離大氣,取決於兩者的競爭。

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