登陆注册
7868600000004

第4章 原始大气的形成

在地球形成的初期,原始的大气被太阳风吹散,由于地球本身质量的引力吸缩,放射性同位素衰变以及陨星的撞击,使冷凝的地球又迅速增温,估计温度高达1500~2000K。原始地球又处于熔融状态,但随着物质的重新组合和分化,原先在地球内部的各种气体上升到地表成为新的大气层。而此时地球的引力已慢慢增大,除氢和氦可能部分逸散外,其他的气体就再跑不掉了,于是出现了富含甲烷、氨和水汽的原生大气。

到了距今38亿年以后,由于陨星的撞击非常强烈,导致地球表面火山活动非常普遍。于是地球内部的气体借火山喷发而充实到大气中,形成第二次原始大气,它的成分估计与现代火山气体相似。

我们现在地球大气的主要成分大致是:氮(78%)、氧(21%)、氩(0.9%)、二氧化碳(0.03%),此外,还有不定量的水蒸气和微量的臭氧、氖、氦、氪、氙和甲烷。

拉普拉斯

大约在46亿年前,大气伴随着地球的诞生就神秘地“出世”了。也就是天体力学主要奠基人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,所以,就使得原始大气很快就消失掉了。

在地球生成以后,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、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。

后来,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“摇篮”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;另外还有一些其他的气体,但数量则极其微小。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2种看法:①今天的大气就是从地球原始大气演化而来的。②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、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,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。

二氧化碳在初始大气中占的分量很大,但是由于光合作用的发展,碳大量的被用来构成生物体,另外一部分碳溶解于海洋,成为海洋生物发展的一种物质。当大气中的二氧化碳较多时,溶解到海水体中的二氧化碳就相对增多。现在有一种看法认为,由于化石燃料的燃烧,二氧化碳的浓度在增大。但在二氧化碳浓度增大的同时,自然界生态平衡的结果也不可能使二氧化碳的浓度过分地增大,一定有一部分要溶解到水体中去。

再一个成分就是氮。现在大气中的主要成分是氮。但从原始大气中或火山喷发气中来看,氮的成分是很少的,只有百分之几。而现在氮的增多,主要有2个原因:①氮的化学性质很不活跃,不太容易同其他物质化合,多呈游离状态存在;②氮在水中的溶解度很低,氮的溶解度仅相当于二氧化碳的1/7。所以它大多以游离状态存在于大气中,由于二氧化碳的减少,初始水汽又大部分变成液态水,成为今天的水圈。相对来说,氮和氧的比例就增多了,所以今天氮有这么多,是和氮本身的特性是有关的。当然,氮也进行着循环,一些根瘤菌可以吸收氮,使得一部分氮参加到生物循环里去,这些物质在腐烂分解后,又放出游离的氮;也有一小部分氮进入到地壳的硝酸盐中。氮虽参加循环,但大部分呈游离状态存在,相对来说,它的数量在增多,以致成为大气的主要成分。由此,我们可以得出2点结论:①现在的大气成分是地球长期演化的结果,是和水圈、生物圈、岩石圈进行充分的物质循环的结果。可以说,这几个圈层是相互联系、互相渗透的一个整体。②现在的大气成分还在不断地进行着循环过程之中,而且这个过程基本是平衡的、稳定的,在短时期内不是会有明显变化的。

同类推荐
  • 五官科学

    五官科学

    本书内容包括:眼的应用解剖及生理、眼科检查法、眼睑及泪器疾病、结膜病、角膜病、葡萄膜病、青光眼、晶状体病、玻璃体病、视网膜及视神经疾病等。
  • 奇怪的触电

    奇怪的触电

    本书为青少年课外阅读读本,通过案情分析、追踪线索、谜案推理等内容来提高青少年读者的逻辑推理能力。
  • 地理未解之谜(世界未解之谜精编)

    地理未解之谜(世界未解之谜精编)

    本书是《世界未解之谜精编》系列之一,该系列精心收集了众多千奇百怪、扑朔迷离的世界未解之谜,内容涉及宇宙、生物、地理、飞碟、人体、恐龙、宝藏、百慕大、历史、金字塔、文化等多个领域,书中令人耳目一新和不可思议的未解之谜,给予了人类新的思索。人类究竟创造了多少奇迹,又留下了多少谜团,有待我们进一步探索和研究……我们深信,通过不断的努力,未知一定会变为已知。让无数探寻声化做利刃,刺破一桩桩人类千年未解之谜。
  • 飞碟现象未解之谜

    飞碟现象未解之谜

    有一种圆碟状的发光体,它总是不经意地出现在星空中,忽明忽暗在空中飞旋,不停变换着方位和角度。它能在空中旋转,长时间停留,还能发出各种绚丽的光芒——这个在世界各地都曾发现的神秘的物体,引起人们太多的讨论和猜想,成为人类探索宇宙的最大谜题之一。很多人都认为它是外星人到达地球的飞行器,也有人认为它是一种气象或者天文现象,但是至今,也没有一个确切的答案。因为它的外形通常是圆盘,而且闪着光飞翔在宇宙中,人们因而称之为“飞碟”;同时因为它来历不明,又被称为“不明飞行物”(unidentified flying object ),英文简称“UFO”。
  • 自然奇观

    自然奇观

    《自然奇观》讲述浩瀚无边的宇宙,诡异莫测的自然,神奇有趣的生物……千余个知识热点,千余幅精美图片,带领我们一起探索变化无穷的大千世界。
热门推荐
  • 陌上樱花开

    陌上樱花开

    “许亦然,我爱你。”“张雨陌,我爱你。”从初遇,相识到相爱,他们无疑是最完美最恩爱最成功的一对。他们因哥哥初遇,因哥哥相识,因哥哥相爱,哥哥是他们的红娘……
  • 极品修真学生

    极品修真学生

    女神被高富帅约了?不能忍!易小兴一棍子干翻了情敌,不料得到的不是女神的以身相许,而是逆天神功——无双诀!更是陷入了各大世家争夺无双诀的阴谋漩涡之中,易小兴很是无奈“其实我只想攻略女神而已。”
  • 醉灰梦:永世风暴

    醉灰梦:永世风暴

    为了力量,行走在不同空间,时间的自己;为了心爱的你,不惜一切代价获得力量,我成神了,你却找不到了。
  • 焚神诀

    焚神诀

    故事发生在神都边塞小城花都城,花都城是一个鲜花遍布的美丽城市,传说此地生有不朽神花,此神花食之即可不死不朽,万年不败。但这或许只是一个传说,没有谁真正的见过不朽神花到底长成什么样子。沈壹是花都城内一小混混,自小无父无母,道观的道长青云真人抚养其长大,不料此子无心问道,整天四处闲逛,也惹得四邻哀鸿遍野。一场万花园惊变,使得这个无所事事的小混混沈壹,闯进了一个被人精心安排的棋局之中。练就绝世神诀的他,也遇到了各种阻碍,所谓佛挡杀佛,神挡焚神。为了探究那些不为人知的秘密,沈壹开始了他传奇的人生...
  • 兰盆献供仪

    兰盆献供仪

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 拿什么献给你,我的大学

    拿什么献给你,我的大学

    以一个男大学生一年的情感和生活经历为主线,勾画了一幅大学校园的青春画卷,点明了爱情这个在大学里最鲜明的主旨。其中夹杂了一些男生间的友谊,异性间真挚的情感,文字幽默风趣,文笔优美,风格偏重冷静思考,发人深省。
  • 70后的远逝

    70后的远逝

    一个农村因为因为高考被人换卷而失去了发展机会,扎根在农村,历经孩子生病,建立自己的家园失败,母亲的养老,孩子不念书的打击,失去了人生的方向。最后选择上吊自杀。
  • 快穿之皇帝攻略

    快穿之皇帝攻略

    在很久很久以前,有一家神秘的风水店名叫“夏木繁阴”,店主是位千年不死的神秘道士,她收集每一世命带“帝王星”与“紫微星”的人的灵魂,与他们签订契约,穿梭时空,改写命运。我们的故事,从这里开始——
  • 绝世巫门

    绝世巫门

    “太初九山,万法不沾。”一方九山令,一滴大巫精血,一份属于‘巫’的传承。在属于‘道’的时代,‘巫’的路还能走多远?当吕放从阴暗的山洞走出后,他只想先把‘初级诅咒术’修炼成功……
  • 火澜

    火澜

    当一个现代杀手之王穿越到这个世界。是隐匿,还是崛起。一场血雨腥风的传奇被她改写。一条无上的强者之路被她踏破。修斗气,炼元丹,收兽宠,化神器,大闹皇宫,炸毁学院,打死院长,秒杀狗男女,震惊大陆。无止尽的契约能力,上古神兽,千年魔兽,纷纷前来抱大腿,惊傻世人。她说:在我眼里没有好坏之分,只有强弱之分,只要你能打败我,这世间所有都是你的,打不败我,就从这世间永远消失。她狂,她傲,她的目标只有一个,就是凌驾这世间一切之上。三国皇帝,魔界妖王,冥界之主,仙界至尊。到底谁才是陪着她走到最后的那个?他说:上天入地,我会陪着你,你活着,有我,你死,也一定有我。本文一对一,男强女强,强强联手,不喜勿入。