地球早期大氣的主要成分是什么?
一、地球早期大氣的主要成分是什么?
大氣圈是地球外圈中最外部的氣體圈層,它包圍著海洋和陸地。大氣圈沒有確切的上界,在2000 ~ 16000 公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。在地下,土壤和某些巖石中也會有少量空氣,它們也可認為是大氣圈的一個組成部分。地球大氣的主要成份為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體。地球大氣圈氣體的總質量約為5.136×1021克,相當于地球總質量的百萬分之0.86。由于地心引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度范圍內,其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對流層范圍內。根據大氣分布特征,在對流層之上還可分為平流層、中間層、熱成層等。 內部大量放射性元素的裂變和衰變所釋放出的能量的積聚和迸發、隕星對地表的頻繁撞擊等,導致了地球火山的強烈活動,使地球溫度升高到出現局部熔融,重元素沉入地心,輕物質浮升到地表,逐漸形成地殼(巖石圈)、地幔和地核等層次。與此同時,被禁錮在地球內部的氣體不斷迸發出來,形成原始大氣圈,其主要成分為H2O、CO、CO2、CH4和N2等。當時不含有氧氣,這是一個還原性大氣圈。水氣凝結后在低凹處匯聚成海洋(水圈),地表水呈酸性。上述過程歷時約10億~15億年。顯然,早期地表環境的顯著特征是缺氧,也沒有臭氧層,太陽輻射中的高能紫外線可直接射到地面上。大氣—地球的外衣 如果我們乘坐宇宙飛船或航天飛機俯看地球,地球被一層淡藍色的外衣包裹著,這層外衣就是地球大氣(也稱為大氣圈)。地球大氣是地球上一切生命賴以生存和進化的基礎環境條件,也是人類和地球生物的"保護傘"。大氣是由多種氣體混合而成的,其中氮氣最多,約占78%,其次是氧氣約占21%,其余為氬、二氧化碳、臭氧、水汽等微量氣體。大氣中還懸浮著水滴、冰晶、塵埃等液體、固體微粒。從地面到大氣上界,可分為對流層、平流層、中層、熱層、外逸層。大氣的密度隨著高度的升高而減小,大約30%的大氣質量集中在3000米以下的大氣層里;5500米高度是個中線,以上和以下的大氣質量是相等的。大約90%的大氣質量集中在16.5公里以下的低層大氣里,32公里以上的大氣質量還不到整個大氣質量的1%。與人類活動息息相關的天氣現象和天氣系統主要發生在對流層中,對流層的厚度在中緯度地區為10公里左右。 地球的外衣--地殼 地球是由外部圈層和內部圈層兩大部分構成的。外部圈層包括大氣圈、水圈和生物圈;內部圈層包括地殼、地幔和地核三部分。地殼是內部圈層的最外層,由風化的土層和堅硬的巖石組成,所以地殼也可稱為巖石圈。 地殼只占地球體積的0.5%。如果把地幔、地核比作蛋清和蛋黃,那地殼就像蛋殼。 地殼的厚度在地球各地是不同的。有的地方較厚,如我國青藏高原厚度可達60-80千米;有的地方較薄,如大西洋海盆厚度僅有5-6千米,太平洋海盆厚約8千米。海陸地殼的平均厚度約為33千米,僅占地球半徑的1/200。 地殼雖然很薄,但它上下層的物質結構并不相同。地殼的上部主要由密寬較小、比重較輕的花崗巖組成。它的主要成分是硅、鋁元素,因此,這一層又稱為"硅鋁層"。地殼的下部主要由密度較大、比重較重的玄武巖組成。它的主要成分是鎂、鐵、硅元素,所以這一層又稱"硅鎂層"。在大洋底部,由于地殼已經很薄,一般只有硅鋁層而沒有硅鎂層。此外,在地殼的最上層,還有一些厚度不大的沉積巖、沉積變質巖和風化土,它們構成地殼的表皮。 地殼并不是靜止不動和永久不變的。在漫長的地球歷史中,滄海桑田的巨變時有發生。大陸漂移、板塊運動、火山爆發、地震等等都是地殼運動的表現形式。地殼還受到大氣圈、水圈和生物圈的影響和侵蝕,形成各種不同形態和特征的地殼表面。其中土壤與人類的活動關系最為密切。 在地殼中,蘊藏著極為豐富的礦床資源。目前已探明的礦物就有2千多種,其中金、銀、銅、鐵、錫、鎢、錳、鉛、鋅、汞、煤、石油等,都是人類物質文明不可缺少的資源。
二、地球原始大氣主要成分是哪些?
原始大氣
原始大氣主要成分一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氨、硫化氫、水蒸氣等,原始大氣沒有氧氣。簡介地球形成過程中,較重的物質通過碰撞合并為原始地球的核心,少量氣態物質如氫和氦等環繞著地球,這就是最原始的大氣。原始大氣在經過高溫,高壓,雷電,紫外線等惡劣自然環境中,產生了能夠構成生命的有機物,并沒有直接產生原始生命。
基本信息
中文名
原始大氣
外文名
primitive air
相關術語
大氣演化
三、大氣的成分?
解:大氣的成分包括:干潔空氣、水汽和其他固體雜質?
干潔空氣包括氮氣、氧氣、二氧化碳、臭氧、氬氣等其他成分。
地球上的大氣,有氮、氧、氬等常定的氣體成分,有二氧化碳、一氧化二氮等含量大體上比較固定的氣體成分,也有水汽、一氧化碳、二氧化硫和臭氧等變化很大的氣體成分。其中還常懸浮有塵埃、煙粒、鹽粒、水滴、冰晶、花粉、孢子、細菌等固體和液體的氣溶膠粒子。
氣體成分
氮78.084%、氧20.946%、?
氬0.934%、水汽0.25%、
二氧化碳0.032%、 氖0.0018%、?
氦0.00052%、甲烷0.0002%、?
氪0.0001%、氫0.00005%、?
氙0.000008%、臭氧0.000001%、?
其他0.001421%??
在高度60 km以下大都是中性分子;從60 km向上,白天在太陽輻射作用下開始電離,在90 km以上,則大都處于電離狀態。高層大氣中,有些成分還分解為原子狀態。
包圍地球的空氣稱為大氣。象魚類生活在水中一樣,我們人類生活在地球大氣的底部,并且一刻也離不開大氣。大氣為地球生命的繁衍,人類的發展,提供了理想的環境。它的狀態和變化,時時處處影響到人類的活動與生存。
四、大氣的成分有哪些?
? ? ?大氣的成分很復雜,除了氧氣和氮氣外,還有氫、二氧化碳、氦、氖、氬、氪、氙、臭氧等氣體。氮和氧分別占了空氣總容積的78.09%和20.95%,其他氣體的總和還不到空氣總容積的1%。大氣層中還含有一定數量的水和各種塵埃雜質,是形成云、雨、霧、雪的重要物質。
? ? ? 大氣圈里的空氣雖然看不見,但質量大得驚人。據科學家估算,整個地球周圍有5000多億噸重的空氣。住在地球上的人,如果沒有人體內向外的壓力,會被壓得粉身碎骨。由于地球引力的作用,大氣質量的十分之九都集中在近地面的16公里以內的大氣層里。離地面越高,空氣就越稀薄。
五、地球大氣被稱為氮氧大氣的原因?
我們地球的大氣層是由78%的氮氣、21%的氧氣以及其他諸如水蒸氣和二氧化碳等痕量氣體組成。相對于其他行星的大氣層而言,這是一種比較奇怪的混合。木星和土星主要由氫氣和氦氣組成;金星那厚厚的大氣層中有大約96%為二氧化碳,而只有3%的氮氣,火星那稀薄的大氣層中的氣體比例與此相類似。那為什么我們地球的大氣層是主要由氮氣構成的呢?
事實上,情況并非總是如此。就像大多數行星一樣,地球最早的大氣主要是氫和氦組成。這兩種元素是目前宇宙中最為豐富的,恒星的最主要成分就是氫,其次是氦。在宇宙大爆炸所產生的原子之中,有大約92%是氫,其余的大部分是氦。而元素周期表中的所有其他元素都是通過諸如在恒星中心進行核聚變等天體物理過程中形成的。時至今日,這些天體物理過程只形成了很少量的宇宙元素。
整個太陽系都是誕生自同一片太陽星云
因為恒星與行星都是形成自同一片星云,所以當行星最初形成之時,其成分主要是氫和氦。一些氫會與其他元素成鍵,但大多數仍然是游離的氫。氫和氦都是輕元素,所以它們會傾向于揮發進入太空。諸如木星等氣態巨行星有著足夠的引力來束縛住大部分的氫和氦,這就是為什么這些元素主導了氣態巨行星的大氣層。但是地球的引力不夠強大,所以地球早期大氣層中的氦和游離氫揮發進入太空。
在剩下的元素中,碳、氮、氧是最豐富的。這是基于這樣的事實:在大型恒星中的主要核聚變反應是碳氮氧循環,作為副產物產生了碳氮氧這些元素。這些元素很容易與其他元素發生反應,并產生諸如水(H2O)、二氧化碳(CO2)和氨(NH3)等氣體。年輕地球的地質活動要比今天活躍得多,而火山活動釋放出了大量的這些氣體,然后隨著時間的推移,它們主宰了地球的大氣層。
那為什么金星和火星的大氣層主要是由二氧化碳組成,而地球的則不是呢?所有的這一切都要歸結于水。地球的火山活動驅使地球大氣層變成金星和火星那樣被二氧化碳主導,但地球也擁有大量液態水的海洋。二氧化碳易溶于水之中,所以我們的海洋吸收了大氣中的二氧化碳,留下一個主要由氨組成的大氣。
結果是,氨在地球大氣層中不穩定。當被來自太陽的紫外線照射時,氨就會分解成氮和氫。然后,游離出的氫揮發進入太空,留下了就是氮。金星的大氣層也可能遵循了類似的過程,但是沒有廣闊的海洋來把二氧化碳從大氣中吸收出來。
即使擁有廣闊的海洋,地球大氣層也可能會被二氧化碳主宰而不適于生命的存在,這里還需要有關鍵的因素。早期的藍藻細菌能使用陽光和溶解于地球海洋中的二氧化碳溶解來產生能量,然后氧氣作為副產物被釋放出。早期氧氣與鐵結合形成一層鐵銹,但最終開始構成地球大氣層的主要成分之一。藍藻細菌消耗了二氧化碳,這樣能使更多的二氧化碳溶解到海洋之中。因此,這些過程導致了地球現如今的大氣主要是由氮氣和氧氣組成。
精彩閱讀
熱門閱讀
六、地球現代大氣和早期大氣最大的區別?
地球大氣層是隨著地球的形成而逐步演變的,經過幾十億年的不斷演化,才成為今天的狀態。一般認為地球大氣層分三個階段演變而成: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,地球周圍就已經包圍了大量的氣體了,此時,氫和氦就構成了早期的原始大氣層。
當地球形成以后,由于地球內部放射性物質的衰變,進而引起能量的轉換。這種轉換對于地球大氣的維持和消亡都是有作用的,這層大氣壽命很短,不久便被太陽向外不斷散射的強烈的粒子流形成的太陽風吹的無影無蹤了;
同時,地球形成之初,質量還不大,引力較小,加上內部放射性物質衰變和物質融化引起能量轉換和增溫,使分子熱運動加劇,氫、氦這種低分子量的氣體便逃逸到空間去了。次生大氣階段:
隨著地球溫度不斷下降,地球冷凝成固體。這時內部高溫促使火山頻頻爆發,產生出二氧化碳、甲烷、氮、水蒸氣和硫化氫、氨等具有較大的分子量的氣體,它們從地球母親懷抱中誕生,不愿離去,形成了圍繞地球的第二次出現的次生大氣。地球的水圈,也正是在這個階段由水蒸汽凝結降落而形成的。今日大氣階段:
現代學者普遍認為,在生命誕生之前大氣中沒有氧。在40億年前的最初階段,原始大氣中含有的氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等化合物在雷電、火山等條件下生成了最簡單的生命有機分子--氨基酸。經過漫長的演化,在30—20億年前,原始生命誕生。接著隨著單細胞的藻類的發展,綠色藻類通過光合作用釋放出大量的氧(在光合作用下植物吸進二氧化碳,呼出氧氣),光合作用生成了碳水化合物,這是植物細胞的基本構成部分。
此時海洋有效地阻擋了致命的紫外線輻射,使原始生命在海中繁衍起來。最后,高空氧逐漸增多,在光解作用下產生了臭氧層,它使透過大氣的紫外線大為減少,促使植物進至海洋上層,又增加了光合作用的機會,從而促進植物生命的大大發展。隨著這種相互間的協調和增益過程,直到4億年前,生命終于跨過了漫長的歲月,從海洋登上了陸地。
大氣層成份也逐漸穩定,慢慢演變成今天的樣子??梢姡髿庠谏Q生以前是沒有氧的,隨著光合作用的出現,大氣的含氧量才升但現在的水平。
七、請問地球高層大氣的溫度?
高層大氣從下到上又分中間層、熱成層和散逸層。
因為熱成層里面有若干的電離層,其中的氧原子可以吸收紫外線,從而形成高層大氣的熱源。
中間層氣溫先降低后升高(距離臭氧層和電離層近的地方氣溫高)
熱層的氣溫則高高低低不斷波動的(因為里面有多層電離層,每一層都是一個熱源),但總體來說是波動下降的。
散逸層由于距離電離層這個熱源越來越遠,所以其氣溫是越來越低得。
如果說高層大氣(中間層、熱層、散逸層合起來)整體氣溫特點是:波動下降。到宇宙空間中的時候下降到絕對零度。
八、地球大氣的三大演變階段?
原始大氣 原始大氣的形成與星系的形成密切有關。
宇宙中存在著許多原星系,它們最初都是一團巨大的氣體,主要成分是氫。以后原星系內的氣體,團集成許多中心,在萬有引力作用下,氣體分別向這些中心收縮。出現了許多原星體,愈收縮則密度愈大,密度愈大則收縮愈快,使原星體內原子的平均運動速率愈來愈大,溫度也愈來愈高。當溫度升高到攝氏1000萬度以上時,原星體會發生核反應,出現四個氫原子聚變為一個氦原子的過程。較大的原星體的核反應較強,能聚變成較重的元素。按照愛因斯坦能量(E)和質量(m)方程E = mc2(c為光速),這些聚變過程會伴生大量輻射能,使原星體轉變為發光的恒星體。恒星體內部存在復雜的核反應,在氫的消耗過程中,較重元素的豐度漸漸增多,并形成一些更重要的元素,光譜分析的結果是,原子豐度隨原子序數增大而減少。特別巨大的星體,內部核反應特強,能使星體爆裂,形成超新星,它具有強大的爆炸壓強,使其中已形成的不同原子量的元素裂成碎片,散布到星際空間中去,造成宇宙塵和氣體云,隨后冷卻成暗云。這樣,超新星的每一次爆炸,都進一步使星系內增加更多的較重元素,使星際空間內既有大量氣體(以氫、氦為主),又有固體微粒。太陽系是銀河系中一個旋臂空間內的氣體原星體收縮而成的,因此它包含有氣體和固體微粒。太陽系的年齡估計為46~50億年,銀河系的歷史約比太陽系長2~3倍?!≡栂抵袕浡涞墓腆w微粒和氣體,它們是形成行星、衛星及其大氣的原料。在原太陽系向中心收縮時,其周圍繞行的固體微粒和氣體,也分別在引力作用下凝聚成行星和衛星。關于太陽、行星、衛星是否同時形成,尚有不同意見:有的認為是同時形成的,有的認為是先形成太陽,后形成行星及衛星,有的認為衛星是行星分裂出的,也有認為行星和衛星的形成早于太陽。但對地球的形成約在距今46億年前,則是比較一致的看法。原地球是太陽系中原行星之一。它是原太陽系中心體中運動的氣體和宇宙塵借引力吸積而成。它一邊增大,一邊掃并軌道上的微塵和氣體,一邊在引力作用下收縮。隨著“原地球”轉變為“地球”,地表漸漸冷凝為固體,原始大氣也就同時包圍地球表面。次生大氣 地球原始大氣的消失不僅是太陽風狂拂所致,也與地球吸積增大時溫度升高有關。溫度升高的原因不僅是吸積的引力能轉化為熱能所致,流星隕石從四面八方打擊固體地球表面,其動能也會轉化為熱能。此外,地球內部放射性元素如鈾和釷的衰變也釋放熱能。上述這些發熱機制都促使當時地球大氣中較輕氣體逃逸?!“l熱機制除使當時大氣中較輕氣體向太空逃逸外,還起到為產生次生大氣準備條件的另外兩種作用。①使被吸積的C1型碳質球粒隕石中某些成分因升溫而還原,使鐵、鎂、硅、鋁等還原分離出來,由于它們的比重不等,造成了固體地球的重力不穩定結構。但由于它們都是固體,沒有自動作重力調整的可能。②使地球內部升溫而呈熔融狀態。這一作用十分重要。因為它使原來不能作重力調整的不穩定固體結構熔融,可通過對流實現調整,發生了重元素沉向地心、輕元素浮向地表的運動。這個過程在整個地質時期均有發生,但在地球形成初期尤為盛行。在這種作用下,地球內部物質的位能有轉變為宏觀動能和微觀動能的趨勢。微觀動能即分子運動動能,它的加大能使地殼內的溫度進一步升高,并使熔融現象加強。宏觀動能的加大,使原已堅實的地殼發生遍及全球的或局部的掀裂。這兩者的結合會導致造山運動和火山活動。在地球形成時被吸積并錮禁于地球內部的氣體,通過造山運動和火山活動將排出地表,這種現象稱為“排氣”。地球形成初期遍及全球的排氣過程,形成了地球的次生大氣圈。這時的次生大氣成分和火山排出的氣體相近。而夏威夷火山排出的氣體成分主要為水汽(約占79%)和二氧化碳(約占12%)。但根據H.D.霍蘭(1963)的研究,在地球形成初期,火山噴發的氣體成分和現代不同,他們以甲烷和氫為主,尚有一定量的氨和水汽?!〈紊髿庵袥]有氧。這是因為地殼調整剛開始,地表金屬鐵尚多,氧很易和金屬鐵化合而不能在大氣中留存,因此次生大氣屬于缺氧性還原大氣。次生大氣形成時,水汽大量排入大氣,當時地表溫度較高,大氣不穩定對流的發展很盛,強烈的對流使水汽上升凝結,風雨閃電頻仍,地表出現了江河湖海等水體。這對此后出現生命并進而形成現在的大氣有很大意義。次生大氣籠罩地表的時期大體在距今45億年前到20億年前之間?,F在大氣 由次生大氣轉化為現在大氣,同生命現象的發展關系最為密切。地球上生命如何出現是長期爭論的問題。А.И.奧巴林(1924)最早提出生命現象最初出現于還原大氣中的看法,其后有S.L.米勒(1952)等人在實驗室的人造還原大氣中,用火花放電的辦法制出了一些有機大分子,如氨基酸和腺嘌呤等。腺嘌呤是脫氧核糖核酸和核糖核酸的主要成分。所以這種實驗有一定意義。但20世紀60、70年代人們利用射電望遠鏡發現在星際空間就有這些有機大分子,例如氨亞甲胺(CH2NH)、氰基(CN)、乙醛(CH3CHO)、甲基乙炔(CH3C2H)等。他們又曾將隕星粉末加熱,發現有乙腈(CH3CN)等揮發性化合物和腺嘌呤等非揮發性化合物。于是認為生命的根苗可能存在于星際空間。但無論如何,即使“前生命物質”來自星際空間,但最簡單的最早的生命,仍應出現于還原大氣中。這是因為在氧氣充沛的大氣中,最簡單的生命體易于分解、難以發展。九、地球上的大氣有哪些作用?
第一代大氣來源于宇宙物質吸積,主要是氫氣氦氣。 第二代大氣來自地球物質熔融分異時的巖漿脫氣作用,也就是氣體從早期地球的巖漿海里釋放出來,然后太陽風也吹跑了輕質量的氫氣和氦氣,留下水蒸氣二氧化碳和氮氣。 第三代大氣是地表溫度下降,水蒸氣變成雨雪,含量大減,最終穩定成水循環。 現代大氣源于生物對古代大氣的改造,主要過程是光合作用吸收二氧化碳放出氧氣。這個過程從30多億年前啟動,持續至今,期間也伴隨著火山脫氣作用。
十、地球的高層大氣中有風嗎?
高層大氣中沒有風。比如白云漂移的速度平均比烏云慢,這說明幾萬米高層中沒有風。
因為越高空氣越稀薄,當空氣稀薄到一定程度時,空氣熱脹冷縮能量產生的影響范圍,就無法波及周圍的空氣,所以高層大氣中沒有風。
在沒有氣象衛星之前,只能靠氫氣氣球研究,現在可根據氣象衛星研究。
本網站文章僅供交流學習 ,不作為商用, 版權歸屬原作者,部分文章推送時未能及時與原作者取得聯系,若來源標注錯誤或侵犯到您的權益煩請告知,我們將立即刪除.