人类每年烧掉化石能源百亿吨，都到哪去了，地球会不会越来越轻？

今天我们不讨论化石能源污染对生态和人类未来的影响，只说说这些能源消耗会不会让地球的质量变小的问题。所谓化石能源主要有煤和石油，这些物质不停的烧呀烧，都烧没了，是不是质量就没了呢？

要弄清这个问题，首先你得知道“质量守恒定律”。

质量守恒定律是法国化学家拉瓦锡在18世纪发现的，由此，这个理论成为自然界基本定律之一。这个理论认为，在任何与周围隔绝的物质系统（也叫孤立系统）中，物质不管怎么变化，包括燃烧、蒸发等等过程，其总质量是保持不变的。

后来，爱因斯坦发现了物质运动的相对性原理，发现了质能关系为等价互换关系，将质量守恒定律发展到了质能守恒定律，并且给出了质能关系公式，及著名的质能方程，表达为：E=MC^2。

对于质能转换中的少许质量亏损我们忽略不计，质量守恒关系在化学实验中是基本成立的。石化燃料燃烧（消耗）当然也遵循这个规律，就是说，在地球上发生的一切事情，都在地球这个“孤立”的大锅里。简单通俗的地说，就是肉烂在锅里，不管它变成了什么，都还在这个锅中。前提是这个锅必须是密封的，包括一点气体也不会流失。

因此化石燃料燃烧后总质量不变

煤炭和石油的消耗变化是一种化学反应，可以用化学方程式表述。煤炭燃烧过程主要表述为：C+O2=CO2；石油表述为：2C8H18+25O2=16CO2+18H2O 。这里的意思是煤炭主要成分是碳，加氧燃烧后就变成了二氧化碳；石油的主要成分是碳氢化合物，燃烧后主要生成二氧化碳和水。

不管是煤炭还是石油，两边化学反应后的总质量是平衡的，也就是说燃烧前石油是多少质量，燃烧后生成的新物质也是多少质量。

因此，地球每天消耗再多的煤炭和石油，也不会变轻，只是空气会越来越污浊，也就是温室气体的最大元凶二氧化碳会越来越多，由此地球的温室气体和环境气候会发生恶化，将严重影响生态和人类的可持续发展，这就是全世界正在节能减排，尽量减少化石能源消耗的根本原因。

当然，上述煤炭和石油燃烧化学方程式只是理想型的一种表述。煤炭和石油本身是一种复杂化学物，除了主要成分，还有一些复杂的其他成分，因此燃烧过程也没有那么单纯。但不管怎么复杂，只不过增加一些杂质或者说其他化学成分而已，比如煤燃烧后会还会产生二氧化硫、灰分等，而石油本身成分就更复杂了。

石油是一种粘稠深褐色物体，一般很难直接点燃。如中国产的石油就基本烧不着，中东产的石油有的是轻质油，就可以点燃。石油必须通过提炼，将里面的杂质将和各种不同成分分离出来，才能够运用到社会生产生活中。石油提炼得到的产品依次大致为：沥青-石蜡-重油-柴油-煤油-汽油-石油气-塑料等。

地球是一个孤立的系统吗？

我们说的物质在地球上质量守恒实际上只是一个相对概念，地球在自己的系统中形成了一个相对封闭的循环，如江河湖海的水，通过蒸发进入天空，然后又通过雨雪等降水方式回归地表；石油通过燃烧变成了其他物质，存在于地球的土壤和空气中等等。

但一个孤立系统是指完全没有能量与外界交流，我们地球显然满足不了这些条件。如太阳辐射每时每刻都光临地球，根据质能守恒定律，地球的质能就得到增加；地球的大气外围接触高度真空的太空，表层大气在太阳风的作用下，就会有一部分脱离地球引力，逃逸到太空，地球质量就会有一些损失。

因此地球总质量是有变化的，经历了漫长的46亿年，地球质量是变多了还是减少了呢？

地球大气总量没有减少的趋势

前面说了，地球高层大气每时每刻都在逃逸，有人计算每年要损失达10万吨之多，这样有人就要问了：地球年龄已经有46亿岁，怎么大气还没有逃完呢？而且未来大气会越来越稀薄吗？

这种担心并非多余，但了解后就可把心放在肚子里了。地球大气总质量达到6000万亿吨，每年逃逸10万吨只是九牛一毛。即便从地球诞生那天开始，一直到太阳寿终正寝前后100亿年，也只能流失100万亿吨，是大气总质量的1/60。

减少了1/60，看起来似乎还不大，但影响一定就是很明显的了。其实几十亿年来，大气总量并没有减少，而是一直保持着一个平衡。大气每天在流失，每天也在增补，这些补充主要来自3个方面：

1、地球一直在自转和公转，每年围绕着太阳转一圈，就像一个吸尘器，引力作用会不停的将太阳系飘逸在轨道附近的气体分子吸附回收；2、阳光给地球绿色植物提供了光合作用，这些植物不断产生和释放氧气，随时都在补充大气层；3、地球火山爆发等地质活动，不断将地球内部气体释放出来，补充大气。

那么到底地球总质量是在增加还是减少呢？

回答是肯定的：增加。

地球最大的质量增加是在太阳系形成初期，那时的行星轨道不是很稳定，原始星子相互穿梭碰撞，一颗约火星大小的行星闯入了地球轨道，与地球发生了亲密接触，从此这颗行星融入了地球，增加了地球约1/8的质量。人们把这颗撞击地球融入地球的星球叫“忒伊亚”。

惊天动地的一撞，撞歪了地球自转轴，从此形成了太阳直射的南北回归线，有了一年四季；撞击迸发到太空的熔岩碎块等凝聚成了月球，从此地球形成了地月系。这些变化，为地球生命孕育和进化创造了更好的条件。

46亿年来，地球质量还一直在增加，增加的主要来源有：

首先，地球每天每时每刻都有宇宙尘埃被引力吸附下来，别看这些尘埃很细小，但一直不断飘落，每年增加质量就有5~10万吨之多；其次，每天都有小行星碎片不断闯入地球引力圈，大大小小陨石掉落地球，每年加起来有3万吨之多；再次，太阳能转化为化学能，质能转换每年可增加质量也有数十吨之多。

因此总的来说，每年地球质量增加在10万吨左右，这些听起来似乎不少，但与地球总质量相比，只不过是九牛一毛。地球质量有60万亿亿吨，10万吨只是地球质量的1.6*10^-21分之一，也就是10万亿亿分之1.6，即便100亿年，地球增加了质量1000万亿吨，也只是增加了地球质量的1000亿分之1.6，相当给珠穆朗玛峰增加一汽油桶岩石。

这些质量体积有多少呢？我们按照地球平均密度约5.5吨/立方米计算，体积约为180亿立方米，地球表面积有510万亿平方米，把这180万亿立方米的质量平铺在全球，地球厚度100亿年就增加了约0.35米。但一个人一生只有不到100年，按100年计算，人一生地球厚度增加只有3.5*10^-9米，也就是10亿分之3.5米，相当3.5纳米，约新冠病毒的1/30，是人眼根本无法分辨的，需要用电子显微镜才能看到的厚度。

因此人类肉眼是无法察觉到地球质量和厚度增加的。

就是这样，欢迎讨论，感谢阅读。

时空通讯原创版权，侵权抄袭是不道德的行为，敬请理解合作。