為什麼月球表面無大氣層?地球是一個擁有生命、具有勃勃生機的星球，能夠支撐生命誕生的基本條件，除了液态水、磁場和适宜的溫度以外，含有适量氧氣的大氣層也至關重要大氣層不但為地球生命的誕生和繁衍提供氧氣、二氧化碳、氮氣等物質資源，同時也保護着地球免受或者減弱地外小行星的撞擊影響，下面我們就來聊聊關于為什麼月球表面無大氣層?接下來我們就一起去了解一下吧!

為什麼月球表面無大氣層

地球是一個擁有生命、具有勃勃生機的星球，能夠支撐生命誕生的基本條件，除了液态水、磁場和适宜的溫度以外，含有适量氧氣的大氣層也至關重要。大氣層不但為地球生命的誕生和繁衍提供氧氣、二氧化碳、氮氣等物質資源，同時也保護着地球免受或者減弱地外小行星的撞擊影響。

雖然大氣層中的氣體物質較輕，但作為整體存在，它們仍然會受到地球重力的影響，距離地面越近，則氣體的密度越大，産生的大氣壓強就越大。而距離地面越遠，由于受到的引力影響逐漸減弱，氣體物質的密度就會逐漸減少，大氣壓強持續降低，直至接近真空狀态。那麼，地球大氣層的厚度到底有多大呢？

其實，很早以前，人類就對大氣層的厚度數值感興趣。連同其它自然地理和天文現象一起進行了持續不斷地研究。最早關于地球圈層結構的描述，可以追溯到約2500年前的古希臘時期，亞裡士多德曾經做過推想，人類腳下的地球由四個“實層”和一個“虛層”所構成，其中四個“實層”從上到下依次為火層、氣層、水層、土層，一個“虛層”則位于火層以下，是一種虛無缥缈的存在。隻不過，當時亞裡士多德并未就每一個層級的厚度做出推測。

到了近代，随着人類物理科學和觀測技術的不斷提升，人們對地球本身的認知發生了翻天覆地的變化。1644年，意大利物理學家托裡徹利和維瓦尼，應用實驗的方法确認了大氣層是存在重量的這一重大結論，由此推測出地球的大氣層必然存在着一定厚度，最後通過實驗推測出大約8公裡的數值。

然而，8公裡的數值肯定不是大氣層的精确上界。随着氣體物理科學、航天技術的發展，科學家們有條件進行更加深入的探索。到上世紀40年代，人類掌握了火箭發射技術，利用火箭，人們将大氣層的上界拓展到400公裡以上。

随後，又随着空間技術的進步，特别是意識到極光現象的産生，是地球大氣層參與的這一結論之後，人們又把距地面1200公裡左右的高空，即産生極光的地方，視為地球大氣層的邊界。

上世紀中葉，美國科學家施皮策在以往研究的基礎上，提出了地球“外大氣圈”的概念，将距地面500-1600公裡的區域視為外大氣圈，認為1600公裡高度或許就是地球的大氣層邊界，在這個高度上，大氣組成物質已經與宇宙空間逐漸融為一體了。

目前，科學界對于大氣層厚度的主流觀點，認為其高度的界限，應該處于距地面2000-3000公裡。劃分的依據是針對高空地球大氣與星際空間中，中性氣體物質的平均密度對比而得出的。按照星際空間内中性氣體物質密度每立方厘米存在1個的這個标準，在距地面2000-3000公裡高度的地外空間中，正好與這個數值相吻合。

随着地外探測技術的飛速發展，科學家發現，在遠離地球的星際空間，其中性氣體的密度，要遠低于每立方厘米1個的這個标準，所以，科學界越來越覺得地球大氣層的厚度，仍然要比想象中的更加複雜，從地球到星際空間的過渡帶，也勢必會相當長，絕非一條界限所能夠劃分得清楚的。

于是，科學家們試圖利用宇宙中更加具備普遍性的标準，來定義地球的大氣層。在上世紀中葉時，斯皮策所提出的“外大氣圈”概念，用現在地理書籍中的術語表示，就是我們所熟知的“散逸層”。在散逸層中，大氣的密度已經變得非常稀薄了，這些僅存的微量氣體，在太陽輻射和宇宙射線的作用下，大部分都發生了電離，使得這層結構中，單純的質子、氦原子核的含量，大大超出中性氫原子的數量。由于受到地球的引力變得很小，所以散逸層中被電離的物質，有一部分會被進一步激發從而逃脫地球的束縛，飛入宇宙空間中去。

但是，關于散逸層的上邊界到底延伸到哪裡，至今也沒有定論。于是有科學家運用太陽“日冕”的概念，将其應用到地球的大氣層中，提出了“地冕”的概念，來形容包圍地球的、非常稀薄、處于電離狀态的“氫原子雲”層。

構成“地冕”的“氫原子雲”層，主要是質量最輕、密度最小的氫原子，它們來源于地球大氣層中的水蒸氣、甲烷等含有氫元素的氣體物質，當在高空中，受到太陽輻射的影響而發生電離，氫原子被“釋放”出來，一部分沿着原有運動速度和軌迹逃離地球，一部分則返回地球散逸層的底部，等待着下一次的“飛升”，另外還有一部分則短期地保留在了散逸層的“地冕”之中，發生着循環往複的與太陽風交換電荷的使命。

正是由于散逸層的上部與宇宙空間的過渡帶實在太長、而“地冕”層由于組成物質的周期性不能大幅度延伸的這一結果，所以，有科學家将可以通過實驗獲取其厚度數據的“地冕”層，作為地球大氣層的邊界。

高空處的氫元素，會與來自太陽的紫外線等高能輻射發生散射現象，繼而發生輝光。其中發出光線的最強譜線為萊曼阿爾法輻射，是氫原子中的電子，從主量子數 n = 2 躍遷至 n = 1 時發出的。科學家們正是利用這一特性，從而來測定“地冕”的界限。

該項任務自然落到了可以高效探測星體周圍等離子體的SOHO探測器，這顆探測器是于1995年開始發射的，圍繞太陽進行運行，主要任務是對太陽的結構、日冕層、太陽風等開展研究，由于上面攜帶了可以過濾來自其它遙遠天體發出的萊曼阿爾法輻射，所以可以很精确地測量日冕的情況。而這顆探測器的一個附屬任務，則是對“地冕”進行觀測，雖然在“地冕”中發生的萊曼阿爾法輻射傳到探測器上已經很微弱了，但是由于探測器接收信号的超靈敏性，使得我們準确了解“地冕”的邊界成為了現實。

根據監測的結果，“地冕”的上邊界，可以延伸到距離地面63萬公裡左右，這個數值幾乎是地球直徑的50倍，也大大超出了月球和地球的距離。所以，從對“地冕”的最新研究中，我們可以認為，地球的大氣層的可測上邊界，就是“地冕”的上界，即63萬公裡的區域，從某種意義上來說，月球都被包含在地球的大氣層中，而我們人類，到目前為止嚴格來說還沒有真正離開過地球。

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