地球上的"逃逸速度"是11.2千米每秒，这意味着任何地球上的物体，如果以11.2千米每秒的初速度向上运动，它就能脱离地球的影响而飞出去。这对大到火箭、小到分子的任何物体都适用。
在室温下，大气中的氧分子的平均速度是0.5千米每秒，氢分子的平均速度是氧的４倍。在大气中，运动速度超过11.2千米每秒（逃逸速度）的气体分子，只占一个极小极小的百分比。而且，即使能达到这样高的速度，这些分子在大气的低层也是不可以逃逸的，因为在低层大气中分子间的碰撞机会很多，这些“高速分子”在同速度较慢的近邻分子碰撞后，运动速度就会慢下来。
    然而，在高层大气中情况就不同了。首先，那里强烈的太阳辐射会把大气分子中很大一部分激发到极高的能量和很大的速度。其次，在高层稀薄空气中，分子间碰撞的几率大大减小，分子的平均自由程大为增加。在220千米的高空，大气分子的平均自由程竟达到1000米！在那里，一个分子每秒中的平均碰撞次数只有一次，而在海平面上每秒却要碰撞50亿次。因此，在高层大气中分子的逃逸可能很大。
    大气分子逃离地球，这意味着大气层在“漏气”。但“漏”出去的主要是最轻的氢分子，由于氧和氮分子相当重，而在给定温度下，每一种分子的平均速度与它们的分子量的平方根成反比，所以氧和氮分子只有很少一部分能达到逃逸速度。这就是今天的大气中氧和氮占的比例最大的原因。而氢和氦等轻元素，由于它们的气态分子较容易逃离地球，造成今天的大气层中氢和氦的含量所剩无几，尤其是氦，它已成为"稀有气体"。
 

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