科学猜想文集

(334) 大气散逸与大气停留时间

“若按平均停留时间，大气成份可以分成三类:第一类称为基本不变成分或准定常成分，它们的平均寿命大于1000年，各成分之间大致保持固定的比例。这些气体主要有N2，O2，Ar，还有微量的惰性气体Ne，Kr，Ⅹe及He等。”(见《大气物理学》第7页)

大气分子在大气圈层内的平均停留时间大约在1000年左右，气体分子的平均停留时间大于1000年，为准定常成分。

大气圈层大气成份的平均停留时间存在两个概念：大气分子的平均停留时间概念，主要指的是大空气单个分子的平均停留时间；大气成份的平均停留时间是指一类气体的平均停留时间。比如氮与氧作为个体分子的平均停留时间只有1000年以上，但作为大气圈层的主要大气成份，至少存在了几亿年之久。所以，大气分子的停留时间是由气体分子的质量与活泼性决定的，而大气成份的停留时间是由天体环境所决定的。

大气圈层的大气存在“停留时间” 概念，“准定常成分为1000年以上″，1000年以上的停留时间不会超过100万年。在漫长的地史时间里，这是一个微不足道的数据，对地球的演化而言，无数大气更替数据会组成一个非常巨大的数据库。地球历史存在约45亿年，地球大气圈层的大气“停留时间″等同于地球大气的更新时间。以100万年为一个更新单位，地球大气圈层的大气已更换了4500次，如果按1万年更新一次，地球上的大气成份至少更替了45万次以上，地球上有这么多轻质原素更替吗？

地球总质量达6000亿亿吨，大气圈层的总质量5.1×10^21克，换算得出地球大气圈层的总重量约为61015吨，相当于地球总重量的亿分之一。地球大气总质量即使更换了45万次，等于地球失去了274.5亿吨质量，对于地球的总质量而言也不过是冰山一角。如果从地球演化的角度看大气成份的更替，45万次的大气成份的更替代表着地球存在大量的大气质量的散逸。

《长江日报》90年代曾经在科教版上刊登了一篇文章说:地球每天获得的宇宙尘埃约10吨，地球每天向太空散逸的大气质量约0.16吨左右(资料已丢失)。地球每天获得10吨重的尘埃，1万年大约获得3560万吨质量，45亿年相当于获取了1.6425亿亿吨质量，这还只是计算地球从星座流星带获得的质量，还没有计算地球从其它行星上获得的质量，这些获得的质量加上地球水的质量，大约是地球总质量的百亿分之二，约13.86亿吨。地球的总质量约6000万亿吨，在地球45亿年里，地球的质量呈增长状态，相比之下，大气的散逸不会使地球失去质量，但会使地球诞生时的体积失去很多。如果从原素的占比上看，光氧原素的占比就高达48.60%，证明地球诞生时是以氢原素为主，氢氧在地球诞生时的占比大约为98%，这种占比显示出地球曾经是一颗类木行星。氢氦气体的散逸不会使地球失去多少质量，但会使地球失去大部份体积，由类木行星演化成类地行星。

地球每天约1吨大气散逸到太空；地球每天获得约10吨重的尘埃。(资料来自网终)，地球总重量约6000万亿吨，地球每年向太空散逸的大气为365吨，千年散失36万多吨，显示这个数据与地球大气“停留时间不相符。如果地球每年的外太空散逸的大气是约6吨，每一万年地球向太空散逸的大气也只有6万吨，这个数据与地球大气的“停留时间基本相吻合。地球有45亿年的地史，45亿年地球总共散逸了45万个大气圈层。通过大气的散逸速度计算得出，地球诞生时的体积至少比今天大45万倍，而木星体积也只比地球大1321倍，因此，地球的早期阶段是一颗典型的类木行星。

大气的散逸速度与大气的生成速度是持平状态，即大气散逸多少就会从地核生成多少，从而达到大气圈层的大气平衡。这种平衡来自于日地距离的改变，我们将日地距离的改变划分为两个距离阶段，距离太阳较近阶段，太阳光能产生光解作用的距离，称之为“光解距离” 阶段，也可称之为近日讵离，由于太阳光解作用较强，大气散逸的速度相对较快。地球距离太阳较远时，太阳光不能产生光解现象，只能改变行星云端温度，形成轻质气体原素的散逸，大气散逸的速度较缓，而且以氢氦气体为主，称之为“光温距离”。光至温升的距离，是太阳与木行星之间的距离，也称之为远日距离。光至温升形成的大气散逸是原始大气的散逸；光至离解的距离，产生的是分解轻质分子的散逸现象，散逸的是现代大气成份。光至离解的散逸，主要存在类地行星之间的距离，光使地球表层产生气体，这些气体组成的大气为次生大气或者称为化学大气，是作为现代大气散逸后，地球大气圈层的补充成份而成立。

化学气体的产生证明地球不同地史时期，大气产生的形式是不一样的。原始大气是在地球诞生后的升温过程中，出现物质的分类现象，氢氦气体的绝大部份被分离在地球表层，形成很庞大的原始气体圈层。原始大气属低温气体物质，因而，地球原始大气的存在是地球低温时代的交代，这与光至温升的太空环境是十分相吻合的。另一部份滞留在地球的内圈层，与氮氧气化合为二氧化氢等物质，作为原始大气散逸的后备补充成份；此时的氮氧气体也随氢氦气体跑出内圈层，在外圈层的底部沉积下来，成为第二代大气成分。如果承认了地球存在过原始大气，也就承认了地球有一个低温时代，承认地球在绕太阳作向心运动，因而认可地球经历了两个时期，一个光至温升时期，一个光至离解时期，目前，光至离解时期已经过半。

地球每天接收10吨重的宇宙尘埃，1亿年地球质量增加3650亿吨，30亿年≈11亿亿吨。在地球总质量6000亿亿吨面前，11亿亿吨虽然很少，也算是分了地球总质量的一杯质量羹，地球质量的递增是促进地球向心运动的质量动力。对地球总质量而言，递增的11亿亿吨质量太少，按照这个速度计算地球的聚合至少需要近200亿年才能聚合成一个行星体。银河星云系的年龄也只有140亿年，很显然，地球的聚合方式只能有两种:一种是地球由宇宙大爆炸形成的原始星云聚合而成，各大行星体几乎同时诞生，受天体运动的影响而不可能出现众多的卫星。另一种是地球在太阳系边缘区域，由无数的小液态星体聚合而成，小液态行星含有一定比例的尘埃物质，并聚合成大小不等的星体，零碎星体所占有的轨道呈向心收缩的状态，构成零碎星体以群的方式绕太阳作向心运动。在以群体绕太阳作向心运动过程中，一部份聚合起更大的星体，大的液态星体逐渐失去轻质原素物质，沉积下重质原素物质，使星体由大体积演化为小体积，由密度较低液态星体演化为气态星体，再由气态星体演化为高密度的类地行星体或卫星体。

#2021读书记#如果让自己对这两年下一个定义的话就是迷茫，想过哪种生活，不确定；想要做什么工作，不知道；我只是机动的过日子。去年工作很忙，零碎的时间根本利用不起来，休息日就只想刷视频，赖床睡觉，但是接受的零碎信息繁杂反而让人更加迷茫，别人嘴里的道理太多，不一定适用于自己。我就想那就读书吧，这是一件多划算的事。但是过去一年都没有静下心看一本书。回学校上班之后时间多了起来，甚至可以说我闲得慌[允悲]，于是就开始强迫自己某几个小时集中精力沉浸阅读，享受自己思考的乐趣。周中不太忙，在办公室摸鱼看《棉花帝国》，他就像是一篇文献综述一样，数据太多，看了30%我停了[允悲]。昨天开始看《以色列 一个民族的重生》，看了20%我就困了[二哈]。今天午后，拿起了《被讨厌的勇气》，我终于一口气看完了，有一种身心顺畅，酣畅淋漓之感。笔者以阿德勒的个体心理学中的观点为依据，通过对话的形式分五夜来引导读者思考“活在当下”这一命题。
第一夜：“经历本身不会决定什么。我们给过去的经历赋予了什么样的意义，这直接决定了我们的生活”
第二夜：“一切烦恼都来自人际关系”。直面人生三大课题“工作课题、交友课题、爱的课题”
第三夜：“从‘这是谁的课题出发’，把自己的课题与别人的课题分离开来”。一切人际关系矛盾都起源于对别人的课题妄加干涉或自己的课题被别人妄加干涉
第四夜：人际关系的终极目标—共同体感觉即“把他人看作伙伴并能够从中感到‘自己有位置’的状态”
第五夜：活在当下，人生的意义，由你自己决定
阅读的过程中时常感叹这就是作家跟我这种菜鸡之间的区别啊。原本在你心中模糊不清，只可意会不可言传的感觉，被人用清晰明了的文字准确表达出来，细腻生动，啊，太棒了[打call]。

5月13日，星期四
周四
有时候，很想写一些凌乱的文字，不要什么文采，不要什么铺垫，只是想把零碎的心情表达出来。

一年当中，五月份我的心情都不是很好，因为这个季节会迎来我的生日。一年又一年的岁月累积，越来越害怕，不敢正视自己的年龄，因为还没怎么疯狂，没怎么经历，人却突然发现变老。

自己的心态时好时坏，好时，可以淡看一切，从容面对生活的遭遇。可有时自己又很脆弱，总是在为未来担忧，不知道何时何处才是自己的归宿。

以前给过那么多人温暖和鼓励，可是现在剩下的自己，有谁会给你温暖，谁会在乎你的感受，又有谁耐心地去理解你的心灵深处的忧愁。

摄影：行者无疆 / 大明寺小憩 坐井观天