寧靜海遊記

地球上空的大氣在天空中自由運動，它們能夠擺脫地球引力束縛逃逸到星際空間去嗎？回答是肯定的，又是否定的。說是肯定的，因為確有極其微量的高層大氣分子能掙脫地球強大的引力而逃走；說是否定的，因為絕對大多數的大氣分子是逃不出地球的。相反，從星際空間撞入地球並在大氣層中燒燬的流星體反而比逃走的大氣還要多些。
　　我們把一個物體從地面向空中拋去，那麼重力會使它向上運動的速度逐漸變慢直到在某一高度、某一瞬間，向上運動的速度等於零時，它就會回落到地面。但是，重力的大小不是固定不變的，它會隨著高度的增加而與距離的平方成反比地迅速變小。通過計算知道，如果向上拋的速度達到每秒11.2公里時，雖然物體在上升過程中地球的引力會使這個物體的速度逐漸減小，但由於這種引力也同時在不斷變小，以致它永遠不可能使這個物體的上升速度變到零。那麼這個物體將擺脫地球的吸引力而永遠告別地球而去。這個每秒11.2公里的速度就是地球上的“逃逸速度”。
　　 地球上的氣體分子和原子永遠處於不停的運動之中。它們運動的速度各不相同，甚至相差很大。比如氧分子在高溫狀態下的平均運動速度是每秒0.5公里；氫分子的品質是氧分子的十六分之一，所以氫分子的平均運動速度是氧分子的4倍。但是這種速度只是分子的平均速度。實際上有半數分子的運動速度比這大，有的大一倍，有的大兩倍，有的運動速度就超過了每秒11.2公里，當然這只佔極小的一部分。
　　在低層大氣中，由於分子密度極大，它們在運動中經常會相互發生碰撞，運動速度就會慢下來。所以，即使原是一些速度快的分子實際也是不可能逃出地球的。
　　但在高層大氣中情況就不同了。強大的太陽輻射會把分子中的很大一部分激發到極高的能量態和很大的速度，同時，高層大氣極其稀薄，分子之間碰撞的機會也少得多。所以在高層大氣中的高速運動的氣體分子逃離地球的機會就很大。它們一旦向上飛去，就會進入密度越來越小的區域，碰撞機會也會越來越少，最終便告別地球。
　　說到這裡，我們已經知道，地球大氣層是會漏氣的，但漏掉的主要是氫、氦等最輕的分子。怪不得今天地球大氣層中的氫、氦那麼少。氧、氮是比較重的分子，它們分佈在大氣低層，自從氧、氮在地球上形成以後直到現在，並沒有逃跑掉多少，所以地球大氣層中99％是由這兩種氣體組成的。