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地球大气的由来

时间:2013-08-17 13:08 来源:未知 作者:地理教师 责任编辑:地理教师
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    人类赖以生存的大气,是围绕着整个地球的一个巨大的气体圈层,称为大气圈。大气在没有污染的情况下是透明、无色、无味、无臭的。这层大气由许多种气体组成,其中所包含的氧气对于人类的生存最为重要。这层大气处在不停的运动这中,我们所感到的风就是空气运动的表征。这层空气可以传递声波,帮助人类进行语言交流。这层大气的存在,还可以阻止有害于人类健康的辐射线进入人类居住的环境,保护人类的正常生活和世代繁衍。……这层大气对于人类和社会的进步是太重要了。

    大气还以它变幻莫测的魅力吸引着人们。很早以前,人们就对这令人扑朔迷离的大气世界,产生了极大的兴趣。特别对于它的“身世”是最关心的了。大气是怎样诞生的?原始大气是什么样子?是否与今天的大气一样?……这一系列的问题,一直争论至今。人们都承认,地球大气是伴随着地球的形成过程,经过了亿万年的不断“吐故纳新”,才演变成今天的这个样子。但它是怎样演变的呢?一般认为,地球大气的演变过程可以分为三个阶。

原始大气阶段
    大约在50亿年前,大气伴随着地球的诞生就神秘地“出世”了。也就是拉普拉斯所说的星云开始凝聚时,地球周围就已经包围了大量的气体了。原始大气的主要成分是氢和氦。当地球形成以后,由于地球内部放射性物质的衰变,进而引起能量的转换。这种转换对于地球大气的维持和消亡都是有作用的,再加上太阳风的强烈作用和地球刚形成时的引力较小,使得原始大气很快就消失掉了。

次生大气阶段
    地球生成以后,由于温度的下降,地球表面发生冷凝现象,而地球内部的高温又促使火山频繁活动,火山爆发时所形成的挥发气体,就逐渐代替了原始大气,而成为次生大气。次生大气的主要成分是二氧化碳、甲烷、氮、硫化氢和氨等一些分子量比较重的气体。这些气体和地球的固体物质之间,互相吸引,互相依存。气体没有被地球偌大的离心力所抛弃,而成为大气的第二次生命棗次生大气。

今日大气阶段
    随着太阳辐射向地球表面的纵深发展,光波比较短的紫外线强烈的光合作用,使地球上的次生大气中生成了氧,而且氧的数量不断地增加。有了氧,就为地球上生命的出现提供了极为有利的“温床”。经过几十亿万年的分解、同化和演变,生命终于在地球这个襁褓中诞生了。原始的单细胞生命,在大气所纺织成的“摇蓝”中,不断地演变、进化,终于发展成了今天主宰世界文明的高级人类。今天的大气也在这个过程中,获得了如此一个“美满的家庭”。

    今天的大气虽然是由多种气体组成的混合物,但主要成分是氮,其次是氧,另外还有一些其它的气体,但数量则极其微小的。今天的大气之所以形成这种情况,是由于地球长期演化的结果。

    关于今天的大气成分为什么是这样?它们是怎样长期演化来的,目前主要有两种看法。一种看法认为今天的大气就是从地球原始大气演化而来的。另一种看法则认为,原始大气已经不存在了,现在的大气是由于地球内部火山活动所喷发出的物质演化成的。为了分析说明这个问题,我们可以和地球的左邻右舍(金星和火星)进行一下对比。根据探测资料,金星的大气成分主要是碳酸气,它的下部主要是二氧化碳,另外还有少量的氧、氮、碳、氖、氦、水汽,上部有原子状态的氧。火星的大气成分主要是二氧化碳,另外还有些氨(NH)、氢、氧、水汽等物质。那么是不是以前的大气也是这样的呢?作为一个问题可以这样考虑。

    假如地球原始大气也是以碳酸气为主的话,那么为什么和今天以氮和氧为主的成分不一样?假如地球大气主要是火山喷发出来的,根据现在火山喷发的资料来看,火山喷发物质中主要是水汽,占81%,二氧化碳占10%,另外还有氮、硫等等,但没有游离状态的氧。由此,可见,无论是从原始大气来看,还是从火山喷发气体中的这些成分都很少。而且大气中自从有了自由氧,才可能有臭氧的形成。有了氧,原始大气中的一氧化碳,经过氧化成为二氧化碳,甲烷经氧化成为水汽和二氧化碳,氨经氧化成为水汽和氮,因而二氧化碳才占优势。
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