大氣的形成
原始大氣階段
大約在50億年前,大氣伴隨著地球的誕生就神秘地“出世”了.也就是拉普拉斯所說的星云開始凝聚時,地球周圍就已經(jīng)包圍了大量的氣體了.原始大氣的主要成分是氫和氦.當(dāng)?shù)厍蛐纬梢院?由于地球內(nèi)部放射性物質(zhì)的衰變,進(jìn)而引起能量的轉(zhuǎn)換.這種轉(zhuǎn)換對于地球大氣的維持和消亡都是有作用的,再加上太陽風(fēng)的強(qiáng)烈作用和地球剛形成時的引力較小,使得原始大氣很快就消失掉了.
次生大氣階段
地球生成以后,由于溫度的下降,地球表面發(fā)生冷凝現(xiàn)象,而地球內(nèi)部的高溫又促使火山頻繁活動,火山爆發(fā)時所形成的揮發(fā)氣體,就逐漸代替了原始大氣,而成為次生大氣.次生大氣的主要成分是二氧化碳、甲烷、氮、硫化氫和氨等一些分子量比較重的氣體.這些氣體和地球的固體物質(zhì)之間,互相吸引,互相依存.氣體沒有被地球偌大的離心力所拋棄,而成為大氣的第二次生命棗次生大氣.
今日大氣階段
隨著太陽輻射向地球表面的縱深發(fā)展,光波比較短的紫外線強(qiáng)烈的光合作用,使地球上的次生大氣中生成了氧,而且氧的數(shù)量不斷地增加.有了氧,就為地球上生命的出現(xiàn)提供了極為有利的“溫床”.經(jīng)過幾十億萬年的分解、同化和演變,生命終于在地球這個襁褓中誕生了.原始的單細(xì)胞生命,在大氣所紡織成的“搖藍(lán)”中,不斷地演變、進(jìn)化,終于發(fā)展成了今天主宰世界文明的高級人類.今天的大氣也在這個過程中,獲得了如此一個“美滿的家庭”.
今天的大氣雖然是由多種氣體組成的混合物,但主要成分是氮,其次是氧,另外還有一些其它的氣體,但數(shù)量則極其微小的.今天的大氣之所以形成這種情況,是由于地球長期演化的結(jié)果.
關(guān)于今天的大氣成分為什么是這樣?它們是怎樣長期演化來的,目前主要有兩種看法.一種看法認(rèn)為今天的大氣就是從地球原始大氣演化而來的.另一種看法則認(rèn)為,原始大氣已經(jīng)不存在了,現(xiàn)在的大氣是由于地球內(nèi)部火山活動所噴發(fā)出的物質(zhì)演化成的.為了分析說明這個問題,我們可以和地球的左鄰右舍(金星和火星)進(jìn)行一下對比.根據(jù)探測資料,金星的大氣成分主要是碳酸氣,它的下部主要是二氧化碳,另外還有少量的氧、氮、碳、氖、氦、水汽,上部有原子狀態(tài)的氧.火星的大氣成分主要是二氧化碳,另外還有些氨(NH)、氫、氧、水汽等物質(zhì).那么是不是以前的大氣也是這樣的呢?作為一個問題可以這樣考慮.
假如地球原始大氣也是以碳酸氣為主的話,那么為什么和今天以氮和氧為主的成分不一樣?假如地球大氣主要是火山噴發(fā)出來的,根據(jù)現(xiàn)在火山噴發(fā)的資料來看,火山噴發(fā)物質(zhì)中主要是水汽,占81％,二氧化碳占10％,另外還有氮、硫等等,但沒有游離狀態(tài)的氧.由此,可見,無論是從原始大氣來看,還是從火山噴發(fā)氣體中的這些成分都很少.而且大氣中自從有了自由氧,才可能有臭氧的形成.有了氧,原始大氣中的一氧化碳,經(jīng)過氧化成為二氧化碳,甲烷經(jīng)氧化成為水汽和二氧化碳,氨經(jīng)氧化成為水汽和氮,因而二氧化碳才占優(yōu)勢.
二氧化碳在初始大氣中占的分量很大,但是由于光合作用的發(fā)展,碳大量的被用來構(gòu)成生物體,另外一部分碳溶解于海洋,成為海洋生物發(fā)展的一種物質(zhì).當(dāng)大氣中的二氧化碳較多時,溶解到海水體中的二氧化碳就相對增多.現(xiàn)在有一種看法認(rèn)為,由于化石燃料的燃燒,二氧化碳的濃度在增大.但在二氧化碳濃度增大的同時,自然界生態(tài)平衡的結(jié)果也不可能使二氧化碳的濃度過分地增大,一定有一部分要溶解到水體中去.
再一個成分就是氮.現(xiàn)在大氣中的主要成分是氮,但從原始大氣中或火山噴發(fā)氣中來看,氮的成分是很少的,只有百分之幾.而現(xiàn)在氮的增多,主要有兩個原因,一是氮的化學(xué)性質(zhì)很不活躍,不太容易同其他物質(zhì)化合,多呈游離狀態(tài)存在；另一方面,氮在水中的溶解度很低,氮的溶解度僅相當(dāng)于二氧化碳的七分之一,所以它大多以游離狀態(tài)存在于大氣中,由于二氧化碳的減少,初始水汽又大部分變成液態(tài)水,成為今天的水圈,相對來說,氮和氧的比例就增多了,所以今天氮有這么多,是和氮本身的特性有關(guān)的.當(dāng)然,氮也進(jìn)行著循環(huán),一些根瘤菌可以吸收氮,使得一部分氮參加到生物循環(huán)里去,這些物質(zhì)在腐爛分解后,又放出游離的氮；也有一小部分氮進(jìn)入到地殼的硝酸鹽中.氮雖參加循環(huán),但大部分呈游離狀態(tài)存在,相對來說,它的數(shù)量在增多,以致成為大氣的主要成分.由此我們可以得出兩點結(jié)論：第一,現(xiàn)在的大氣成分是地球長期演化的結(jié)果,是和水圈、生物圈、巖石圈進(jìn)行充分的物質(zhì)循環(huán)的結(jié)果.可以說,這幾個圈層是相互聯(lián)系,互相滲透的一個整體.第二,現(xiàn)在的大氣成分還在不斷的進(jìn)行著循環(huán)過程之中,而且這個過程基本是平衡的,穩(wěn)定的,在短時期內(nèi)不是會有明顯變化的.
回答者：絕地麥子 - 秀才 三級 1-16 12:33
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評論者： ella1113 - 試用期 一級
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我們每天生活在空氣里,呼吸空氣.空氣是怎樣形成的?這個問題,現(xiàn)在還沒有完美的解釋,人們一直在努力進(jìn)行探索.
?一般認(rèn)為：最初當(dāng)?shù)厍騽傆尚请H物質(zhì)凝集成疏松的一團(tuán)時,大氣不單已經(jīng)鋪在地球表面,而且還滲在地球里面.那時,空氣中最多的是氫,約占?xì)怏w成分的90%.還有水汽、甲烷、氨、氦及一些惰性氣體,幾乎找不到氮、氧和二氧化碳.
?后來,由于地心引力的作用,這個疏松的地球團(tuán)就收縮變小.在收縮時,地球里面的空氣受到壓縮,使地球的溫度猛烈升高,地球內(nèi)部的空氣,也就大量飛散到太空中去.但地球收縮到一定程度后,速度就會變慢,而且在強(qiáng)烈收縮時產(chǎn)生的熱量,也漸漸失散,地球就漸漸冷卻,地殼凝固了起來.這時,一部分最后被擠出地殼的空氣,就被地心引力拉住,圍在地球表面,形成了淀粉氣層.這時,水氣冷凝成為水,使地殼上開始有了水體.當(dāng)時大氣層是很薄的,大氣成分也與現(xiàn)在大氣層的成分大不相同,仍是水汽、氫、氦、氨、惰性氣體等.
?地殼凝固起來后,在喊長時期內(nèi),地球內(nèi)部又因放射元素的作用而不斷發(fā)熱,造成地層的大調(diào)整,使地殼的某些地方,發(fā)生斷層和位置移動,許多巖石和地殼中的水,在高溫中又繼續(xù)釋放出來,增添江河湖海中的水量.被拘禁在巖石或地層中的一些氣體,包括二氧化碳在內(nèi),也大量跑出來,充實了稀薄的大氣.
?這時,大氣上層已經(jīng)有了許多水蒸氣,它們受到太陽光的照射,一部分分解為氫和氧.這些分解出來的氧,一部分與氨中的氫結(jié)合,使氨中的氮分離出來；一部分與甲烷中的氫結(jié)合,使甲烷中的碳分離出來,這些碳又與氧結(jié)合成二氧化碳.
?這樣,大氣圈內(nèi)空氣的主要成分就變?yōu)樗?、氮、二氧化碳和氧?不過,那時侯二氧化碳比現(xiàn)在多,而氧則比現(xiàn)在少.
?據(jù)近來同位素測定,地球自生成以來,已有50多億年.大約在距今18億～19億年前,水里面已經(jīng)漸漸有生物生成.7億~8億前,陸地上開始出現(xiàn)植物,當(dāng)時大氣中二氧化碳含量比較多,所以十分有利于植物的光合作用,使植物大為繁茂.大量植物在進(jìn)行光合作用時,吸收了大氣中豐富的二氧化碳,放出了氧,使大氣中的含氧量大大增多.所以在大約5億年前,地球上動物增加很快,動物的呼吸,又使大氣中部分的氧轉(zhuǎn)為二氧化碳.
生物,不是在大氣層形成之后才出現(xiàn)的,原始生命生活在水中,靠海水層來保護(hù)自己免受紫外線照射,大氣層形成之后,生物才登陸陸地,此時大氣層起到保護(hù)作用
回答者：linsong1F - 舉人 五級 1-16 12:26
1．大氣層是地球形成之后就開始出現(xiàn)的,但約數(shù)百萬年到數(shù)千萬年后才出現(xiàn)完整的大氣.
2．生物是大氣層形成之后才出現(xiàn)的.
回答者：天河使者 - 魔法學(xué)徒 一級 1-16 12:31
科學(xué)界普遍認(rèn)為,地球大氣層的形成,一方面與地球和地殼的形成有關(guān),另一方面又與動植物的出現(xiàn)有關(guān).用先進(jìn)的技術(shù)手段可以描述地球大氣層的演化過程.
最初,當(dāng)?shù)厍騽傆尚请H物質(zhì)凝聚成疏松的球團(tuán)時,地球內(nèi)部和表面都有不少氣體,其中氫氣約占90%.后來,由于地心引力的作用,疏松的球團(tuán)不斷收縮變小,地殼逐漸凝固.這時,最后被擠出地殼的氣體,被地心引力拉住,圍在地球表面,形成了最初的大氣層.最初的大氣層是很薄的,大氣成分也與現(xiàn)在的大不相同,主要是水氣、氫、氦、氨和惰性氣體.
地殼凝固起來后,在很長時間內(nèi),地球內(nèi)部又因放射性元素的作用而不斷發(fā)熱,造成地層大調(diào)整,使地殼內(nèi)和巖石中的氣體和水分涌到地面,既增加了大氣層又增加了空氣中的水蒸氣.水蒸氣在陽光的作用下,一部分分解的氫和氧,又經(jīng)過一系列分解組合,產(chǎn)生了二氧化碳和氮等氣體.這樣,大氣層中的空氣,主要成分就變成為水汽、氮、二氧化碳和氧,比最初的大氣層前進(jìn)了一大步.特別是有了氧氣,為出現(xiàn)生命創(chuàng)造了條件.
據(jù)近年來用同位素測定,地球自生成以來已有50多億年的歷史.上面提到的大氣層,是經(jīng)過30多億年的演變才形成的.大約距現(xiàn)在18~19億年前,水里面開始有生物生成；7~8億年前,陸地上開始出現(xiàn)植物；5億年前,地球上動物增加很快.植物、動物的出現(xiàn)和大量繁殖,改變了原始大氣層的空氣成分,最后逐漸穩(wěn)定下來,地面附近的大氣就構(gòu)成了現(xiàn)在的成分,其中氮氣約占78%,氧氣約占21%,氬氣約占1%,其它氣體總和不到1%.
從大氣層的形成及演化過程可以看出,動、植物即生態(tài)環(huán)境對大氣層質(zhì)量起關(guān)鍵作用,因此,保護(hù)生態(tài)平衡,對于維持我們賴以生存的大氣層是至關(guān)重要的.