地球上水会散发到太空吗（会）(3)

水汽不会因为分子扩散而跑出地球

如果水分子向外扩散的速度超过地球的逃逸速度，水分子就可以逃往太空。地球大气环境中的逃逸速度和分子扩散速度是多少？

通过简单计算可知，地球表面的逃逸速度为11.17km/s；大气外层底部距地面约1000km，逃逸速度为10.4km/s；在离地10000 km高度时，逃逸速度降低到7000 m/s，在室温下，平均速度为空气分子是461米/秒，相当于子弹的速度。在大气逃逸层中，当温度高于1000℃和1300k（k也称为开尔文，开尔文温度=摄氏温度+273.15）时，空气分子的平均速度可达977m/s。

分子运动的平均速度只是许多分子速度的平均值，其中一定有运动速率高于平均速度的分子。据统计，很少有分子的速度高于平均速度的5倍。因此，如果气体的平均速度比逃逸率低5倍，就可以认为气体无法达到逃逸速度，无法脱离行星的引力约束。

将图表中不同气体的5倍平均速度与地球的逃逸率（地面11.17公里/秒，1000公里/秒时10.4公里/秒）进行比较，可以看出，所有气体成分都无法通过近地面的分子扩散逃逸；在大气外层的下部，由于重力和高温作用下，逃逸率降低，分子运动速度加快。氢（原子或离子）和氦可以从大气中逸出进入太空，但分子量较大的氧、水蒸气、二氧化碳和氮气仍然无法逃逸。

再延长到10000公里，地球的逃逸速度将降低到7000米/秒，最高气温可达3000摄氏度。空气中主要成分的分子速度大于7000 m/s，也就是说，在大气逃逸层的上部，理论上几乎所有的大气成分都能从地球逸出。然而，在2000公里以上，它是一个完全电离的逃逸层。事实上，空气分子已经不存在，重原子也不存在。只剩下氢和氦原子。因此，除了氢气和氦气外，没有空气从地球逸出的问题。

因此，对于地球上是否存在水扩散逃逸的问题，答案是否定的，原因是水分子根本无法到达逃逸层。水分子只存在于电离层下，被电离层分解，不能出现在电离层上方的逃逸层中。

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