大气层不可再生资源(大气层是可再生资源还是不可再生资源)

2023-06-09 13:17:07
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地球资源是有限的,尤其是不可再生资源,如石油、煤炭、天然气等化石燃料,都是在相当长的时间内无法再生。而人类每天对石油、天然气等资源的开采与消耗也是巨大的。其中石油的需求量排名第一,占据全球能源类别的最大份额。

据国际能源机构(IEA)最新的月度石油市场报告,预计2022年全球平均石油需求为9940万桶/日。黄河的年均径流量约580亿立方米,日均径流量大约在1.37亿立方米左右,一桶石油可约等于137公斤,可以对比一下,每天石油的消耗量相当于1/10的黄河日均径流量。

自人类迈进工业文明社会以来,对石油的需求与日俱增。石油作为日常燃料应用于车辆、飞机、轮船等交通设施,以及工厂的一些设备等。除却日常,作为军事、战略等物资,石油也是必不可少的。很多国家每年都会稳定存储大量的石油。

随着开采技术的提升,地球上发掘的石油储量也越来越多,但有限的储存量早晚会有用完的一天。

那么石油是如何形成的?

目前对于石油的形成主要有两种说法,一种是生物沉积变化,另一种是地壳中的碳生成的。

生物沉积的说法被广为接受,这个说法认为石油是由远古时期众多海洋生物的遗体,经过漫长的沉积演变而来,经过几千万年甚至几亿万年,大量动植物死亡后遗体进入海底,海水中存在着大量盐分使这些遗体没有立刻被细菌分解,反而降到海底和泥沙等混合形成有机淤泥得以保存下来。

后来,在重力作用下低洼地区不断地下沉,这样不断地重复,沉积物层层加厚,有机淤泥随这些外在条件的改变而不得不承受逐渐增大的压力和温度,最终,经过生物化学、高催化、高压等种种漫长的演变,石油产生了。

碳生成的说法是地壳中的碳经过漫长的地质运动变化而来,大量原始大气中的碳氢化合物在地壳内部迁移、聚集、最终形成石油矿藏。这种说法强调与生物无关。

石油是流动的,经过地球漫长的演变过程,石油也在不断地迁移,它的成分和性质都会发生变化,因此石油的成因一直未能准确探究出来,直到今天石油如何形成仍然是未解之谜。但以目前的状态来看,石油是无法再生的。

不管石油如何形成,它都属于地球内部产生的资源。人类每天消耗这么多的石油能源,会对地球产生什么样的影响吗?地球又会不会越来越轻?

石油作为燃料燃烧后会产生氮氧化合物、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等气体,这些气体最终会回到大气层中,转化成另一种形式存在。地球作为一个生命体,始终保持着自身的能量守恒,即能量会从一种形式转化为另一种形式,保持总能量不变。

这也就是说,地球的重量并不受自身能源的消耗而改变,地球太大了,人类的生产活动可以说是动摇不了地球的一根汗毛。

但是从另一方面来说,石油的消耗过程会对地球产生有害气体,造成温度上升,影响着地球的环境。这对生存在地球上的所有生物来说都不是好事,因此节约资源始终是我们要探索的道路。

地球到底有多重呢?

虽然地球遵循着能量守恒,但不代表他的质量不变。地球的重量,最早的时候也困扰了很多人,早期的时候,人们试图用公式(质量=密度*体积)来求得地球的质量,当时已测算出了地球的体积(通过半径得出),但是地球各部分之间不同物质的密度也不同,无法测出平均值,也就没法测出地球的质量(即重量),所以当时的专家学者认为不可能测出地球的质量。

18世纪,亨利·卡文迪许通过实验得到启发,他用自制的“扭称”花了五十年的时间,1798年,测出了“万有引力常数”的数值,算出了地球的质量,即60万亿亿吨重!卡文迪许也被称为世界上第一个称出地球质量的人。

到了21世纪,地球质量的数值在原有的基础上又有了更新。2000年5月1日, 在美国物理学会上,华盛顿大学的两位人员发表学说指出, 他们利用现代高科技手段测出的万有引力常数G, 在使用国际标准计量单位时是6.7390×10~(-11), 据此推算的地球质量是5.9725×10~(24)千克,比原先认为的地球质量要小一些,这一数值基本保持到现在。

地球的质量会变化吗?

美国国家航空航天局(NASA)下设的机构兰利研究中心表示,从目前估算的结果来看,地球的质量每年都在减少。通过卫星数据得出,地球每年会有“大气逃逸”的现象,现在得出的结论是地球每年往外逃逸的大气质量约是75000吨。

每年还有大量的小行星撞击地球,这又会使地球增加约15000吨的质量。这样算下来,地球每年会损失约60000吨的质量,不过对于地球而言,这点质量几乎可以略过不计。研究人员格罗诺夫还指出,根据过去一百年的数据得出,地球大气按照每年60000吨的数量减少,差不过50亿年以后地球才会完全失去大气层。

再加上地球上别的活动,如光合作用、火山喷发等会不断对大气层进行补充,因此倒也不必太担心大气层的消失。

根据地学研究结果指出:现今固体地球的体积和形状很可能存在着变化例如北半球可能处于压缩状态南半球可能处于膨胀状态;岩石圈可能存在总体西向漂移;南北半球可能存在相对扭转等.从20世纪70年代开始空间大地测量技术迅猛发展,地球分区的体积变化证明了地球的双重非对称性并得出地球体积在缩小的结论。

也就是说,地球的质量随着上述因素而存在变化。

总结

地球经过46亿年的发展,形成了自身一套的循环体制,使其内部的能源在消耗与转化间保持平衡。尽管我们每天消耗大量的不可再生资源,但并不会影响地球内部的质量变化。但是,地球的质量确实不是一成不变的。

地球大气层的气体减少和外星撞击落入地球的物质,以及地球体积的变化,这些都会影响地球的质量,但对于地球这个庞然大物来说,影响几乎是微乎其微。

参考资料:

[1]地球质量每年减少60000吨[J]. 学苑创造(7-9年级阅读). 2022(03)

[2]地球“重”几何——谈地球质量:5.976×10~(24)千克的来由[J]. 古夫.今日中学生. 2006(26)

[3]用GPS和VLBI数据检测固体地球的体积和形状变化[J].孙付平,朱新慧,王刃,李建涛.地球物理学报.2006(04)

作者:风风 初审:许墨元 校稿编辑:小宛

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