Главная > Разное > Эволюция атмосферы, биосферы и климата
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

V. БУДУЩЕЕ АТМОСФЕРЫ И ЖИЗНИ

15. Кинетическое рассеяние атмосферы

Вопрос о рассеянии атмосферных частиц до сих пор оставался в стороне. Хорошо известно, в чем состоит это явление: вследствие серии соударений частица может приобрести скорость, превосходящую критическую (для Земли 11,2 км/с, а, скажем, для Луны — 2,4 км/с). Как только достигается эта скорость, частица преодолевает притяжение планеты и выходит на незамкнутую орбиту. Вероятность такого выхода частицы из земной атмосферы мала, но не равна нулю. Каждый уход частицы уменьшает

вероятность последующих; следовательно, механизм рассеяния атмосферы характеризуется затуханием экспоненциального типа.

Реальностью этого фактора не следует пренебрегать, но есть основания полагать, что его важность преувеличена вследствие неправильного применения в условиях разреженной верхней атмосферы результатов, справедливых лишь для газов, находящихся при не слишком низких давлениях. Имеется огромная разница между газом плотным и разреженным — между хаотическим тепловым движением плотного газа и упорядоченным молекулярным движением разреженного. В нижних слоях атмосферы известное количество молекул может достигать критической скорости 11,2 км/с, но так как средний свободный пробег чрезвычайно мал, эта скорость быстро гасится, соударениями. Разумеется, было бы ошибкой рассматривать все частицы со скоростью, превышающей 11,2 км/с, как потерянные атмосферой. Напротив, в верхней атмосфере средний свободный пробег очень велик, но направления движений нельзя считать распределенными случайно, и вступает в силу теорема Кивелевича [9] о существовании верхнего предела соударений в системе тел. Следовательно, очень мало вероятно, что молекула достигает критической скорости в результате механизма соударений. И как следствие этого рассеяние атмосферы во внешнее пространство происходит столь медленно, что им можно пренебречь, особенно по сравнению с рассеянием в земной коре. Это заключение справедливо лишь в современных условиях; кроме того, мы оставили без рассмотрения очень важный факт — ионизацию верхних слоев атмосферы солнечным излучением, — что может ускорить процесс рассеяния атмосферы в пространство. Имеется, однако, компенсирующий вклад космического вещества, попадающего на внешнюю границу атмосферы и задерживающегося в ней, которым не следует пренебрегать.

Еще одно замечание: среди возможных траекторий молекул те из них, которые направлены на Луну, особенно благоприятны для выхода из сферы земного тяготения. Но, таким образом, уходящие молекулы не все теряются,

значительней часть их Переходит из земной атмосферы в лунную. Поскольку возможен и обратный переход, могут существовать две атмосферы, между которыми происходит непрерывный обмен. Они образуют газообразную фигуру, окружающую Землю и Луну; плотность вещества в ней убывает очень быстро с расстоянием и очень медленно со временем. Эта фигура по механизму, определяющему ее существование, совершенно отлична от тех фигур, которые изучал Пуанкаре.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление