地球上的大气是怎么形成的?大气的成分又有哪些?实际上,地球上目前的大气是经过几亿年的不断调整变迁才最终稳定下来的,而大气的成分也在随着人类活动和自然变迁而发生着微小的变化。
最初宇宙大爆炸使地球开始聚集,成为一个独立的星球,而地球的引力使得地球附近的气体也开始聚集。开始大气的主要成分有碳、氮、氧、氢、氦,随着引力作用和化合物的合成,碳、氮、氧被沉积下来,而氢和氦便形成了氨类化合物。其中碳和氢又结合成了烷类物质,跟氧气反应生成了二氧化碳和水,氨类化合物跟氧气反应形成了氮气和水。所以此时,大气中的主要成分就变成了氮气、水、氧气、二氧化碳和烷类化合物等。
随后,地球上的生物开始出现并且大量活动,氧气给动植物提供呼吸所需的保障,二氧化碳给植物的光合作用提供必要成分,这样长期以往,氧气和二氧化碳的成分比基本维持平衡,不再大幅度变化。再经过各种成分之间的反应,最终形成了目前的大气成分。
如今,大气的组成颇为复杂,有一些主要的氮气、氧气、氩气成分,还有一些二氧化碳、一氧化二氮等化和气体。另外一氧化碳、二氧化硫、臭氧还有一些惰性气体也是存在的,只不过含量很低,不至于对人体造成什么影响。而且随着地区和季节的不同,空气里还分布着不同比重的各种细菌、灰尘、水滴、花粉粒等,形成各种气溶胶粒子,肉眼难以分辨。
近年来,工业和农业的广泛发展让大气成分又在逐渐变化,各种温室气体增加,导致气候变暖,森林的乱砍乱伐导致大量二氧化碳无处排放,给人类造成巨大安全隐患。还是要保护环境,保护大气,也就是保护人类自身。
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枣次生大气。
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。
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,主要有两个原因,一是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;另一方面,氮在水中的溶解度很低,氮的溶解度仅相当于二氧化碳的七分之一,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。由此我们可以得出两点结论:第一,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。第二,现在的大气成分还在不断的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。
回答者:绝地麦子 - 秀才 三级 1-16 12:33
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评论者: ella1113 - 试用期 一级
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我们每天生活在空气里,呼吸空气。空气是怎样形成的?这个问题,现在还没有完美的解释,人们一直在努力进行探索。
一般认为:最初当地球刚由星际物质凝集成疏松的一团时,大气不单已经铺在地球表面,而且还渗在地球里面。那时,空气中最多的是氢,约占气体成分的90%。还有水汽、甲烷、氨、氦及一些惰性气体,几乎找不到氮、氧和二氧化碳。
后来,由于地心引力的作用,这个疏松的地球团就收缩变小。在收缩时,地球里面的空气受到压缩,使地球的温度猛烈升高,地球内部的空气,也就大量飞散到太空中去。但地球收缩到一定程度后,速度就会变慢,而且在强烈收缩时产生的热量,也渐渐失散,地球就渐渐冷却,地壳凝固了起来。这时,一部分最后被挤出地壳的空气,就被地心引力拉住,围在地球表面,形成了淀粉气层。这时,水气冷凝成为水,使地壳上开始有了水体。当时大气层是很薄的,大气成分也与现在大气层的成分大不相同,仍是水汽、氢、氦、氨、惰性气体等。
地壳凝固起来后,在喊长时期内,地球内部又因放射元素的作用而不断发热,造成地层的大调整,使地壳的某些地方,发生断层和位置移动,许多岩石和地壳中的水,在高温中又继续释放出来,增添江河湖海中的水量。被拘禁在岩石或地层中的一些气体,包括二氧化碳在内,也大量跑出来,充实了稀薄的大气。
这时,大气上层已经有了许多水蒸气,它们受到太阳光的照射,一部分分解为氢和氧。这些分解出来的氧,一部分与氨中的氢结合,使氨中的氮分离出来;一部分与甲烷中的氢结合,使甲烷中的碳分离出来,这些碳又与氧结合成二氧化碳。
这样,大气圈内空气的主要成分就变为水汽、氮、二氧化碳和氧了。不过,那时侯二氧化碳比现在多,而氧则比现在少。
据近来同位素测定,地球自生成以来,已有50多亿年。大约在距今18亿~19亿年前,水里面已经渐渐有生物生成。7亿~8亿前,陆地上开始出现植物,当时大气中二氧化碳含量比较多,所以十分有利于植物的光合作用,使植物大为繁茂。大量植物在进行光合作用时,吸收了大气中丰富的二氧化碳,放出了氧,使大气中的含氧量大大增多。所以在大约5亿年前,地球上动物增加很快,动物的呼吸,又使大气中部分的氧转为二氧化碳。
生物,不是在大气层形成之后才出现的,原始生命生活在水中,靠海水层来保护自己免受紫外线照射,大气层形成之后,生物才登陆陆地,此时大气层起到保护作用
回答者:linsong1F - 举人 五级 1-16 12:26
1.大气层是地球形成之后就开始出现的,但约数百万年到数千万年后才出现完整的大气。
2.生物是大气层形成之后才出现的。
回答者:天河使者 - 魔法学徒 一级 1-16 12:31
科学界普遍认为,地球大气层的形成,一方面与地球和地壳的形成有关,另一方面又与动植物的出现有关。用先进的技术手段可以描述地球大气层的演化过程。
最初,当地球刚由星际物质凝聚成疏松的球团时,地球内部和表面都有不少气体,其中氢气约占90%。后来,由于地心引力的作用,疏松的球团不断收缩变小,地壳逐渐凝固。这时,最后被挤出地壳的气体,被地心引力拉住,围在地球表面,形成了最初的大气层。最初的大气层是很薄的,大气成分也与现在的大不相同,主要是水气、氢、氦、氨和惰性气体。
地壳凝固起来后,在很长时间内,地球内部又因放射性元素的作用而不断发热,造成地层大调整,使地壳内和岩石中的气体和水分涌到地面,既增加了大气层又增加了空气中的水蒸气。水蒸气在阳光的作用下,一部分分解的氢和氧,又经过一系列分解组合,产生了二氧化碳和氮等气体。这样,大气层中的空气,主要成分就变成为水汽、氮、二氧化碳和氧,比最初的大气层前进了一大步。特别是有了氧气,为出现生命创造了条件。
据近年来用同位素测定,地球自生成以来已有50多亿年的历史。上面提到的大气层,是经过30多亿年的演变才形成的。大约距现在18~19亿年前,水里面开始有生物生成;7~8亿年前,陆地上开始出现植物;5亿年前,地球上动物增加很快。植物、动物的出现和大量繁殖,改变了原始大气层的空气成分,最后逐渐稳定下来,地面附近的大气就构成了现在的成分,其中氮气约占78%,氧气约占21%,氩气约占1%,其它气体总和不到1%。
从大气层的形成及演化过程可以看出,动、植物即生态环境对大气层质量起关键作用,因此,保护生态平衡,对于维持我们赖以生存的大气层是至关重要的。
氢气由两个氢原子(H)组成。每个氢原子由一个质子和一个电子组成。质子带有正电荷,电子带有负电荷。在氢气分子中,两个氢原子通过共享电子形成了一个共价键,使得它们紧密地结合在一起。因此,氢气的化学式为H2。
1我学习化学这么多年还没有问我这个问题,说真的你的这个问题还真考到我了,我不知道你要这个答案来做做什么,就我对空气中气体各成分来分析:
空气的状态:
常温下的空气是无色无味的气体,液态空气则是一种易流动的浅**液体。一般当空气被液化时二氧化碳已经清除掉,因而液态空气的组成是2095%氧,7812%氮和093%氩,其它组分含量甚微,可以略而不计。
空气作为混合气体,在定压下冷凝时温度连续降低,如在标准大气压(1013KPa)下,空气于817K(露点)开始冷凝,温度降低到789K(泡点)时全部转变为饱和液体。这是由于高沸点组分(氧、氩)开始冷凝较多,而低沸点组分(氮)到过程终了才较多地冷凝。
空气的成分:
地球的正常空气成分按体积分数计算是:氮占78.08%,氧占20.95%,氩占0.93%,二氧化碳占0.03%,还有微量的惰性气体,如氦、氖、氪、氙等。臭氧、氧化氮、二氧化氮
总结(summarizes):从这些信息你可以看出CO2和其他稀有气体(包括氢气在内)才占0.03%,你可以想象氢气的含量是多么的微乎其微,我觉得要想知道答案,估计化学家都要自己做实验研究一下,因为太少了,必须借助精确的实验仪器方能计算出,还有我觉得研究氢气在空气中的比重没有什么科学意义,一般情况下氢气和氧气共存以液态水珠存在。
金星大气中的主要成分并不是氢气,而是二氧化碳(约占965%)。二氧化碳是大气中的主要温室气体,使得金星具有极高的表面温度(约467摄氏度/872华氏度)。这使得金星成为太阳系中温度最高的行星。
金星大气中的其他成分包括氮气(约占35%),以及极少量的其他气体,如氩气、水蒸气、一氧化碳和氖气等。然而,金星大气中几乎没有氢气。
金星的大气层受到多种因素的影响,包括太阳辐射、火山活动和大气动力学过程。这些过程共同导致大气层的变化,包括密度、压力和成分的变化。因此,金星大气层削薄可能与这些因素有关,但与氢气没有直接关系。
空气中氢气含量极低,几乎只有05ppm(即二百万分之一),而且大多数集中在大气层的顶层
但是国际地震学家普遍认为,地壳下层的塑性岩石或蛇纹岩,被挤进地壳上层的裂缝中时,就会引发地震这些容易滑动的蛇纹岩是由富含铁镁之矿物与水作用所生成,在此过程中会产生氢气一旦该层发生断裂,氢气就经由断层的裂隙中冒出,致使正常空气中的氢气浓度剧增,最多可达正常氢气含量的数万倍
由于氢气含量过低,微小扰动可能导致含量发生较大变化,故氢气在空气中所占比例与时间,地域有极大关系,故一般教科书都不会提,如果不是这方面专业的了解一下就好了,不要深究了
分析: 原始大气的成分中,水蒸气、氢气、氨、甲烷等构成了原始的大气层,与现在大气成分相比没有氧气,据此解答. 地质学家研究表明,地球大约是在46亿年以前形成的,那时候地球的温度很高,地面上的环境与现在的完全不同:天空中或赤日炎炎,或电闪雷鸣,地面上火山喷发,熔岩横流.从火山中喷出的气体,如水蒸气、氢气、氨、甲烷等构成了原始的大气层,虽有少量的水蒸气受到强烈的紫外线的作用,分解为氢和氧,但是氢由于太轻而浮到大气层的最高处,大部分逐渐消失在宇宙空间,而氧气很快与地面上的一些物质结合为氧化物,因此原始大气中没有氧气.故选:B 点评: 关键点:原始大气层中没有氧气.
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