今天我們(men) 不討論化石能源汙染對生態和人類未來的影響，隻說說這些能源消耗會(hui) 不會(hui) 讓地球的質量變小的問題。所謂化石能源主要有煤和石油，這些物質不停的燒呀燒，都燒沒了，是不是質量就沒了呢？

要弄清這個(ge) 問題，首先你得知道“質量守恒定律”。

質量守恒定律是法國化學家拉瓦錫在18世紀發現的，由此，這個(ge) 理論成為(wei) 自然界基本定律之一。這個(ge) 理論認為(wei) ，在任何與(yu) 周圍隔絕的物質係統（也叫孤立係統）中，物質不管怎麽(me) 變化，包括燃燒、蒸發等等過程，其總質量是保持不變的。

後來，愛因斯坦發現了物質運動的相對性原理，發現了質能關(guan) 係為(wei) 等價(jia) 互換關(guan) 係，將質量守恒定律發展到了質能守恒定律，並且給出了質能關(guan) 係公式，及著名的質能方程，表達為(wei) ：E=MC^2。

對於(yu) 質能轉換中的少許質量虧(kui) 損我們(men) 忽略不計，質量守恒關(guan) 係在化學實驗中是基本成立的。石化燃料燃燒（消耗）當然也遵循這個(ge) 規律，就是說，在地球上發生的一切事情，都在地球這個(ge) “孤立”的大鍋裏。簡單通俗的地說，就是肉爛在鍋裏，不管它變成了什麽(me) ，都還在這個(ge) 鍋中。前提是這個(ge) 鍋必須是密封的，包括一點氣體(ti) 也不會(hui) 流失。

因此化石燃料燃燒後總質量不變

煤炭和石油的消耗變化是一種化學反應，可以用化學方程式表述。煤炭燃燒過程主要表述為(wei) ：C+O2=CO2；石油表述為(wei) ：2C8H18+25O2=16CO2+18H2O 。這裏的意思是煤炭主要成分是碳，加氧燃燒後就變成了二氧化碳；石油的主要成分是碳氫化合物，燃燒後主要生成二氧化碳和水。

不管是煤炭還是石油，兩(liang) 邊化學反應後的總質量是平衡的，也就是說燃燒前石油是多少質量，燃燒後生成的新物質也是多少質量。

因此，地球每天消耗再多的煤炭和石油，也不會(hui) 變輕，隻是空氣會(hui) 越來越汙濁，也就是溫室氣體(ti) 的最大元凶二氧化碳會(hui) 越來越多，由此地球的溫室氣體(ti) 和環境氣候會(hui) 發生惡化，將嚴(yan) 重影響生態和人類的可持續發展，這就是全世界正在節能減排，盡量減少化石能源消耗的根本原因。

當然，上述煤炭和石油燃燒化學方程式隻是理想型的一種表述。煤炭和石油本身是一種複雜化學物，除了主要成分，還有一些複雜的其他成分，因此燃燒過程也沒有那麽(me) 單純。但不管怎麽(me) 複雜，隻不過增加一些雜質或者說其他化學成分而已，比如煤燃燒後會(hui) 還會(hui) 產(chan) 生二氧化硫、灰分等，而石油本身成分就更複雜了。

石油是一種粘稠深褐色物體(ti) ，一般很難直接點燃。如中國產(chan) 的石油就基本燒不著，中東(dong) 產(chan) 的石油有的是輕質油，就可以點燃。石油必須通過提煉，將裏麵的雜質將和各種不同成分分離出來，才能夠運用到社會(hui) 生產(chan) 生活中。石油提煉得到的產(chan) 品依次大致為(wei) ：瀝青-石蠟-重油-柴油-煤油-汽油-石油氣-塑料等。

地球是一個(ge) 孤立的係統嗎？

我們(men) 說的物質在地球上質量守恒實際上隻是一個(ge) 相對概念，地球在自己的係統中形成了一個(ge) 相對封閉的循環，如江河湖海的水，通過蒸發進入天空，然後又通過雨雪等降水方式回歸地表；石油通過燃燒變成了其他物質，存在於(yu) 地球的土壤和空氣中等等。

但一個(ge) 孤立係統是指完全沒有能量與(yu) 外界交流，我們(men) 地球顯然滿足不了這些條件。如太陽輻射每時每刻都光臨(lin) 地球，根據質能守恒定律，地球的質能就得到增加；地球的大氣外圍接觸高度真空的太空，表層大氣在太陽風的作用下，就會(hui) 有一部分脫離地球引力，逃逸到太空，地球質量就會(hui) 有一些損失。

因此地球總質量是有變化的，經曆了漫長的46億(yi) 年，地球質量是變多了還是減少了呢？

地球大氣總量沒有減少的趨勢

前麵說了，地球高層大氣每時每刻都在逃逸，有人計算每年要損失達10萬(wan) 噸之多，這樣有人就要問了：地球年齡已經有46億(yi) 歲，怎麽(me) 大氣還沒有逃完呢？而且未來大氣會(hui) 越來越稀薄嗎？

這種擔心並非多餘(yu) ，但了解後就可把心放在肚子裏了。地球大氣總質量達到6000萬(wan) 億(yi) 噸，每年逃逸10萬(wan) 噸隻是九牛一毛。即便從(cong) 地球誕生那天開始，一直到太陽壽終正寢前後100億(yi) 年，也隻能流失100萬(wan) 億(yi) 噸，是大氣總質量的1/60。

減少了1/60，看起來似乎還不大，但影響一定就是很明顯的了。其實幾十億(yi) 年來，大氣總量並沒有減少，而是一直保持著一個(ge) 平衡。大氣每天在流失，每天也在增補，這些補充主要來自3個(ge) 方麵：

1、地球一直在自轉和公轉，每年圍繞著太陽轉一圈，就像一個(ge) 吸塵器，引力作用會(hui) 不停的將太陽係飄逸在軌道附近的氣體(ti) 分子吸附回收；2、陽光給地球綠色植物提供了光合作用，這些植物不斷產(chan) 生和釋放氧氣，隨時都在補充大氣層；3、地球火山爆發等地質活動，不斷將地球內(nei) 部氣體(ti) 釋放出來，補充大氣。

那麽(me) 到底地球總質量是在增加還是減少呢？

回答是肯定的：增加。

地球最大的質量增加是在太陽係形成初期，那時的行星軌道不是很穩定，原始星子相互穿梭碰撞，一顆約火星大小的行星闖入了地球軌道，與(yu) 地球發生了親(qin) 密接觸，從(cong) 此這顆行星融入了地球，增加了地球約1/8的質量。人們(men) 把這顆撞擊地球融入地球的星球叫“忒伊亞(ya) ”。

驚天動地的一撞，撞歪了地球自轉軸，從(cong) 此形成了太陽直射的南北回歸線，有了一年四季；撞擊迸發到太空的熔岩碎塊等凝聚成了月球，從(cong) 此地球形成了地月係。這些變化，為(wei) 地球生命孕育和進化創造了更好的條件。

46億(yi) 年來，地球質量還一直在增加，增加的主要來源有：

首先，地球每天每時每刻都有宇宙塵埃被引力吸附下來，別看這些塵埃很細小，但一直不斷飄落，每年增加質量就有5~10萬(wan) 噸之多；其次，每天都有小行星碎片不斷闖入地球引力圈，大大小小隕石掉落地球，每年加起來有3萬(wan) 噸之多；再次，太陽能轉化為(wei) 化學能，質能轉換每年可增加質量也有數十噸之多。

因此總的來說，每年地球質量增加在10萬(wan) 噸左右，這些聽起來似乎不少，但與(yu) 地球總質量相比，隻不過是九牛一毛。地球質量有60萬(wan) 億(yi) 億(yi) 噸，10萬(wan) 噸隻是地球質量的1.6*10^-21分之一，也就是10萬(wan) 億(yi) 億(yi) 分之1.6，即便100億(yi) 年，地球增加了質量1000萬(wan) 億(yi) 噸，也隻是增加了地球質量的1000億(yi) 分之1.6，相當給珠穆朗瑪峰增加一汽油桶岩石。

這些質量體(ti) 積有多少呢？我們(men) 按照地球平均密度約5.5噸/立方米計算，體(ti) 積約為(wei) 180億(yi) 立方米，地球表麵積有510萬(wan) 億(yi) 平方米，把這180萬(wan) 億(yi) 立方米的質量平鋪在全球，地球厚度100億(yi) 年就增加了約0.35米。但一個(ge) 人一生隻有不到100年，按100年計算，人一生地球厚度增加隻有3.5*10^-9米，也就是10億(yi) 分之3.5米，相當3.5納米，約新冠病毒的1/30，是人眼根本無法分辨的，需要用電子顯微鏡才能看到的厚度。

因此人類肉眼是無法察覺到地球質量和厚度增加的。

就是這樣，歡迎討論，感謝閱讀。

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