文档介绍：我们生活的大气

我们居住的地球被一层大气圈所包围,大气圈随地球一道转动,形成一
个整体。如果我们从星际空间去看地球,大气圈就像一层淡蓝色的薄幕紧裹
着地球,透过这层薄幕,可以清晰地看到地面上的山脉、海洋等。如果把大
气圈看作气体的海洋,我们就生活在这个海洋的底部。
大气圈与我们的关系太密切了。正是有了大气,地球上的人类和各种生
物才能呼吸空气中的氧气而生存下来。正是有了大气,在炎热的阳光照射下,
地面温度才不至于达到水的沸点之上,而在夜晚,又不至于冷得使生物无法
生存。大气圈就像暖房的玻璃,它既让阳光通过、又充分地保存地球上的热
量,从而调节地球上的温度使得适于人类和生物生存。大气圈又像一副盔甲,
它保护我们不受星际空间来的高能宇宙射线和来源于太阳的紫外辐射的伤
害。
正是有了大气,声音才能通过空气传播到我们的耳朵里。正是有了大气
地球上的一切才变得气象万千,丰富多彩。风、云、雷、电等在天气舞台上
扮演着不同的角色。如果没有大气,现有的一切景象将面目全非,不可思议。
大气还蕴藏着人类取之不竭,用之不尽的自然资源。

大气的组成

与地球一起诞生的原始大气,大约只历时了万年就被太阳风扫除
了。
不久,地球内部的挥发性物质向地表大量泄漏出来。这就是地质学家所
说的脱气过程。这些挥发性物质,主要是二氧化碳、甲烷、水汽、一氧化碳、
氨、氮、硫化氢等气体。这些气体组成了次生大气。除了最轻的气体外,地
球的重力足以把这些气体“拴住”。使它们不致逃逸到星际空间去。
大约又过了十多亿年之后,地表开始冷却,稠密大气中的水汽凝结成雨
降落下来,向坑坑洼洼的地方汇聚,形成最早的江河湖泊,即原始水圈。以
后火山不断地爆发,排出的大量水汽又变成雨水回归地面。经过漫长年代的
变迁,原始水圈逐渐扩展为现在的汪洋大海和湖河沼泽。次生大气中的二氧
化碳和其他气体,逐渐被雨水融解降落到地面,再渗入地下,储存于地壳中。
上面说过,原始大气是在地球形成的过程中,由于重力场的作用,把原
始太阳星云中的一部分气体吸引到地球周围造成的。这个大气圈的组成与现
代大气圈的组成大不相同,它没有氧,没有氮,也没有二氧化碳,而是由氢、
氧、氦、氖、氨、氩、甲烷、水汽等共同组成。见下表:
原始大气的组成
气体重量百分比(%)
氢
氦
氖
氨
氩
甲烷
水汽
原始大气的量很大。单是氢一项,就相当于现在构成固态地球的四个基
本要素,即镁、硅、铁和氧的总量的倍之多。然而,有趣的是,原始大
气在地球形成后,不久就消失殆尽了。这是因为那时地球内部的铁核心尚未
形成,地球还没有磁场,强劲的太阳风把没有地球磁场保护的原始大气“吹”
跑了。因此,在地球历史的早期,一度没有大气。
以后,在漫长的岁月里,大气经过复杂的生消过程,又进一步演化。演
化中的造气过程包括:
①火山活动,以及通过造岩物质融化后的结晶和凝固时释出的气体;
②水汽的光致离解产生氧;
③光合作用产生氧;
④放射性元素铀和钍的衰变产生氦;
⑤在太阳风中,主要由质子和电子组成的高温电离气体,有极小一部分
冲破地球磁场的屏障,进入次生大气的高层。演化中有一系列的除气过程,
如:高层大气的氢和氦挣脱地球引力进入宇宙空间,煤和石油的生成吸收二
氧化碳,碳酸盐类(CaCO3和MgCO 3)生成时吸收二氧化碳,氢、铁、硫
等元素氧化时消耗氧,通过空气中氧化物的形成,以及在土壤中变成消化细
菌而消耗氮。
次生大气的形成,又为水的分解和动植物的产生创造了条件。
原始绿色植物参与了改造大气的复杂过程。植物在光合作用中放出游离
氧。水的离解也产生氧。氧的化学性质非常活泼,能和次生大气中的所有其
他分子发生缓慢氧化。如它能与生成,与甲烷反
应生成CO 2和H2O。于是,CO 2渐渐多起来。光合作用又使有生命的细菌和
藻类,利用太阳辐射能从周围环境中摄取有机物,进行简单的新陈代谢作用,
吸收大气中的,释放出大量的氧。
另一方面,当动植物繁茂以后,它们的排泄物和腐烂遗体中的蛋白质,
一部分直接分解为氮,另一些则成为氨和铵盐,通过消化细菌和脱氧细菌等
作用,变成了气体氮。氮在常温下的化学性质很不活泼、不易与其他元素化
合,所以能在大气中积累,成为含量最丰富的成分。就这样,次生大气就演
变为以氮、氧为主的现代大气。
大气中,除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体称为干洁空气。
干洁的大气是无色、无嗅、无味的混和气体。它看不见,摸不着,却有
惊人的重量。据计算,地球大气的总质量超过× 吨,约为水圈总质量