海洋上的水怎么不掉到宇宙?
我们知道,地球是圆的,而水是具有流动性的,那为什么水没有流到地球的“下面”,而是紧紧地包裹住地球表面呢?
水为什么不往“下”掉?我们常说水往低处流,而地球又是一个近似于球体的结构,按照我们的常识:水应该会流向地球的下方,然后掉进宇宙之中。
之所以水没有向下掉,其实是因为引力的存在。
我们都听说过牛顿的名字,也都知道他被苹果砸中之后才开始思考引力的问题。实际上,牛顿有没有被苹果砸中我们不得而知的,但他确实在很早之前就开始思考“地球上的物体为什么不会落到天上,而是会掉到地上?
事实上,关于这个问题,古人已经给出过答案,那就是:天圆地方假说,认为海水之所以没有流出地球,是因为地球是平的。
牛顿对这个解释显然不满意,为此,他提出了万有引力定律,大意是: 任何两个物体之间都存在相互吸引力,但引力的大小和物体的质量成正比,和物体距离的平方成反比。
海水之所以没有向下落,是因为海水距离地球较近,受地球引力较大,而引力的方向是指向地心,所以站在地球, “下面”就是指地心的方向,所以海水才会牢牢地贴在地球表面。
但如果地球周围有一颗大质量的星球,比如:黑洞,由于黑洞的引力大,而黑洞引力的方向指向黑洞,从地球角度来看, 黑洞引力指向天空,所以海水会向天上流去。
在《流浪地球》中,由于地球距离木星过近,所以地球上的大气会首先被木星引力捕捉,流向木星的方向,站在地球上看,地球上的大气就流向了木星位置。
由此可见,地球上的水之所以没有向下掉,就是因为地球引力较大,而地球周围没有较大的引力来源(如果地球周围有较大的引力来源,可能地球上的水,甚至是地球本身都有可能被该星球的引力捕捉)。
海水的潮汐变化地球上的水虽然会老老实实待在地球上,但是月亮的存在使地球海水会发生潮汐变化。
我们知道,引力的大小和物体的质量成正比,和物体之间的距离的平方成反比, 月亮虽然质量不大,但是距离地球比较近,所以地球上的潮汐变化主要是由月亮引起的。
大约在46亿年前左右,地球刚刚形成不久,此时地球轨道周围有一颗和如今的火星差不多大的星球,被人们称为“忒亚”。
由于引力的作用,忒亚撞上了地球,导致忒亚解体,其中一部分物质留在地球上,而另一部分物质飘到了太空中,由于地球的引力这些物质没有跑太远,而是在地球周围形成了类似于土星环的存在, 这些物质又逐渐在引力作用下坍塌成月球。
由于月球引力的存在,使得海水受月球引力的影响纷纷涌向月球的一侧,形成高潮(在另一侧也会形成高潮)。
就这样,伴随着月球围绕地球公转,地球上的海水也在不停的发生着潮汐变化,消耗着地球的动能,使得地球自转速度越来越慢。
科学家证实,在侏罗纪时期,地球一天只有23.5小时,但在现在地球一天有24小时。如果地球和月球的 历史 无限长,或许有一天月球会将地球潮汐锁定,使地球自转一圈的速度等于月球围绕地球公转一圈的速度,这在天文学中被称为 “卫星与主星相互潮汐锁定”。
目前,地球已经完成了对月球的潮汐锁定,但由于月球自身引力较小,暂时还没有完成对地球的潮汐锁定。
总结在地球上,海水之所以会贴合地球,而不是向“下面”流淌,是因为地球引力的存在,使得海水无法脱离地球的束缚。
但同时,海水也会受月球引力影响(地球上万物都受月球引力影响,只是海水比较明显),海水也会朝向月球的方向涌去,形成高潮。之所以海水没有流到月球上,就是因为月球的引力不够大,海水无法摆脱地球引力的束缚,仍旧老老实实地待在地球上。
地球的磁维涵吸引作用着水物质信息机体,水物质信息机体吸收获取热能物质后只能够磁维运动到赤热点,在来自地球上其他热磁维运动的物质粒子的吸引作用下向地球冷磁维核聚运动,经过一维直线磁维冷核聚运动——二维自转磁维冷核聚运动——三维全方位吞引磁维冷核聚运动——四维滚动磁维冷核聚运动——物态突变进入液态流磁维冷核聚运动在地球磁维涵的作用下向地球滴垂运动,回归地球上。
地球上的水很缓慢地向宇宙逃逸,之所以没有像倒掉盆子里的水一样“掉进”宇宙,是由于地球引力的存在,引力使物质聚集,所以绝大多数地球水只能存在于地表而不会逃。
一切都得从引力说起,太阳系大型天体基本上都是比较规则的球体,而这毫无疑问是引力的作用。中学知识就告诉我们,引力公式为F=GMm/r2,和引力相关的只有物质的质量和相互之间的距离,G为引力常数,实由卡文迪许扭成实验首次测量出来的固定数值,现代航天探测器也测定了大尺度天体范围的引力常数G,表明G在广阔的宇宙空间内也基本是恒定的数字。那么引力的作用就使物体间保持着相互靠近的趋势,靠的越近引力的作用反而越强。
于是天体在引力的束缚下向引力中心聚集,但是一般的天体质量小、内部压力低温度低,不足以引发物质的聚变,因此仍以原来的物质元素存在,结果就是天体的形状越来越圆。水也是物质的一种,在地球上不管水位于哪里,地球的压力温度环境都不能消耗组成水的氢氧元素核,只有在地球内部深处的高温中,或者一些人造的高温场景中,分子会被电离成为等离子态。
除此之外,水在地球引力的作用下也是向地球的引力中心聚集,只不过水的密度很明显地小于岩石,而且地球内部高温,水会被加热加压又被重新输送到地面,因此地球上绝大多数的水都位于地表,主要以液态形式存在于海洋中,大约只有2.5%存在于陆地山,而其中有相当一部分以固态存在于南北极、雪域高原,还有很多由于不断地冲刷周围的岩石圈,蒸发量又大于汇流量成为咸水湖。由于太阳和月亮的引力作用,地球上水被吸引(因为水更易变形),导致昼夜周期性的潮汐,在月球和太阳刚好位于地球同一侧的时候,潮汐现象最明显被称为大潮。
水向地球外逃逸的情况也存在,主要是由于物质分子的热运动(扩散)。水的三态变化跨越的温度范围比较小,所以地球上的水才能通过蒸发在大气、岩石圈和海洋中循环,大气中的水蒸汽含量比较高,尤其是距地面10公里范围内的对流层中,尽管有受热后的自由热运动,但是即便是一颗颗的物质微粒也存在质量,也受到引力的影响,因此不管是地球大气还是水蒸汽,绝大多数质量都存在于近地表的地方。
对流层中的水蒸汽和二氧化碳一样可以截留地面辐射的热量,这就是温室效应,能够帮助保持地球的温度,地球的温室效应恰到好处,使得地面温度不高不低,反面就是金星,大气中也有水存在,但大气层中二氧化碳浓度远远超过地球,导致金星温室效应失控,表面温度400以上。
只有少数水分子,在热运动的过程中能到达大气层的边缘,也就是散逸层,那里的物质已经十分稀薄,非常少的水分子也会从那里逸散到宇宙空间中,地球大气也因为太阳风的吹拂不断地损失,据估计每年10万吨。值得一提的是,说起月球、水星等天体,我们都说它们没有大气层,但实际上也是不完全正确的,月球、水星也有非常稀薄的散逸层,NASA还探测到,月球稀薄的散逸层中也存在着氖气等由放射性物质衰变产生的气体。基本上所有的天体都有这样一个不断向外散逸物质的稀薄分子层。