2012年2月11日 星期六

地球也瘦身

太空垃圾愈來愈多,對軌道運行的太空站和人造衛星構成危險,大家應有聽聞。有沒有想過,人類不斷射東西上太空,地球豈不變得愈來愈輕?

不會。軌道內的物體,無論太空垃圾或退役的人造衛星,受大氣層邊陲的阻力拖慢,愈飛愈低,最終墮入大氣層燒毀,質量重回地球,「落葉歸根」。除了那些探索星球及外太空的太空船一去不返,絕大部分射上天的質量都沒有真正離開地球。

全球人口從工業革命時起飛,由 1800 年十億增至今日七十億,地球豈不愈來愈重?

不會。體重源自食物,食物源自土壤和空氣;我們每增一公斤,泥土和大氣層便減少一公斤,總重量不變。

那究竟地球的重量會不會變?會的話,重了還是輕了?什麼現象能夠改變地球的重量?英國廣播公司某節目去到劍橋大學拜訪兩位教授,以下是他們的粗略估算。

• 太空塵:+40,000 公噸。
混沌之初,太陽系只是一堆塵。慢慢地,某些地方的塵愈積愈厚,吸引更多的塵,行星就是這樣結集而成。然而,不是所有的塵都被行星「俘虜」,許許多多漏網之塵彌漫着太陽系;隕石,可說是一粒巨大的塵。隕石墜落,無論被大氣層「燒」耗掉還是跌至地面,都是一些額外的重量,地球重了。比隕石細小很多的太空塵,受地球引力吸引,時時刻刻「從天而降」,替地球加重了不少。根據劍橋教授,每年墜落地球的太空塵達 40,000 公噸。

• 氣候暖化:+160 公噸。
愛因斯坦方程式 E = mc2,能量和質量可以互換的,大氣層困着愈多能量,地球愈重。不要問我那些質量實際上從何而來,我不知道,我只是相信愛因斯坦和劍橋教授;根據估算,氣候暖化使地球每年增重 160 公噸。

• 失熱:-16 公噸。
既然暖化增重,失熱便會失重。地球核心熱過十八層地獄,熱力使岩漿流動,地殼推移,引爆火山和地震。雖然地殼包圍,熱力還是會流失的,每秒釋放至太空的能量約 44 x 1012 焦耳,以 E = mc2 換算,每年失重 16 公噸。

• 漏氣:-95,000 公噸。
一些太輕的星球,引力不足,讓氣體逃跑掉,沒有大氣層保護。地球幸運,質量足以保住大氣,可是還會流失一點點。最輕的氫氣,容易逃脫,每秒流失 3 公斤,一年流失 95,000 公噸。

• 繼續漏氣:-1,600 公噸。
氦氣也會逃脫,每年流失 1,600 公噸。

數不難計,地球每年「瘦身」56,456 公噸,看似很多,不過只是地球重量的 0.000000000000001%。即使以人造物體比較,五萬多公噸也不是什麼驚人數字,埃菲爾鐵塔總重已經一萬公噸,現時最大型的貨櫃船排水量動輒超過九萬噸。

總體重量變化微不足道,地殼表面的重量分佈又怎樣?貨櫃船滿載貨物由中國駛往美國西岸,回航貨櫃是空的,中國換來一大堆美鈔,美國重了還是中國重了?中國雖然出口大量製成品,但也入口大量原材料,總計怎樣?美國貿易逆差巨大,是消費品的最大集散地,重量增加應該沒錯。美國重了,哪裏輕了?南美、澳洲、非洲、中東等地,出產大量天然資源支持美國消費,她們輕了麼?

某地的重量變化不能由貿易順/逆差得出,一百萬美元鐵礦石與一百萬美元顧問費價格相同,重量大異。如果我的估計沒錯,消費大國「增肥」,資源大國「瘦身」,前者集中北半球,後者集中南半球,近十幾年地殼表面的重量是否南向北移?對地殼活動有沒有影響?對地球自轉有沒有影響?

我沒時間跑去香港大學請教教授,有興趣的讀者或可代勞。

(2012 年 2 月 11 日 信報副刋)

2 則留言:

  1. 好像說,由於北半球水庫儲水量大,令到北半球重量增加,令地軸更為傾斜。
    資料來源:BBC紀錄片,How Earth Made Us

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  2. 地軸傾斜?那豈不表示冬天夜晚更長,夏天白晝亦更長?冬夏季天氣更極端?

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