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�，F(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�，F(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(diǎn)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�？梢哉f,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。

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