The Planetary Air Leak---漏氣中的行星

這是潔心的學校地球科學報告,增廣見聞!

科學人May 2009
這一篇文章提到星球如何失去他們的大氣層，進而造成像地球和金星兩大小質量極為相似的星球的大器組成卻有極端的差別，以及向火星一樣幾乎沒有大氣的星球。他提到「漏氣」的方式主要可以分為三大類，熱能性、非熱能性和撞擊性。熱能性的又分為金斯散逸和流體力學性的逸散，而非熱能性的則分為電荷交換、極風、光化學和Sputtering(我不知道要怎麼翻)。金斯散逸就是外氣層底的氣體原子與分子一個接著一個，逐漸自大氣頂部自行消散。流體力學性的逸散則是外氣層底的氣體原子與分子「蒸發」離開大氣層。熱能性的散逸主要是發生在氫氣和氦氣較多的星球。電荷交換是在磁力線上的離子在高速下撞擊到電中性的原子成為電中性，並達到脫離速度。極風是氫或氦等較輕的離子受磁力線影響往外散逸。 光化學性的則是上層大氣的氧氣、氮氣和一氧化碳遭太陽的輻射離子化並互相撞擊，產生足夠的能量使氣體達到脫離速度。Sputtering是僅發生於沒有自身磁場的星球發的一種現象，是指離子被太陽風攜起並進行電荷交換然後散逸。撞擊則是在彗星或隕石撞擊時會將大量的氣體噴入太空。

我覺得這一篇文章很有趣在於它提到一個我們比較少提到的現象「大氣層的逸散」，這個議題是在我看到這篇文章前從來沒有想過的。作者在這篇文章中用這些不同種的散逸法來解釋像木衛四和土衛六兩個幾乎一樣大小的衛星，土衛六有比地球還厚的氮氣大氣層，木衛四卻完全沒有大氣。他也模擬了地球三十億年前和三十億年後不同的樣子，講到三十億年前地球的大氣遠比現在厚得多，而三十億年後地球將會因為太陽便量造成水分大量蒸發，造成溫室效應加強到可以熔化石頭，地球也將不再能維持生命。這一篇文章讓我想到其實有很多事都是在我們不知不覺的狀況下就進行了，像每秒都有三公升的氫氣「漏」到太空，但是我們完全都不會知道。而且他也讓我想到我們身旁很多看似不會改變的東西，以前、現在和未來都有可能會有很大的改變，即使他要花數百萬、數億甚至數十億年。整體而言，這一篇文章讓我得到很多新的知識也讓我想了一些平常不會想到的東西。