地球的大气层是怎么来的
2018-10-26 · 致力于图书出版、影视IP
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大气层来源于地球早期活跃的火山喷发，这其中还涉及到原始地壳和原始海洋的形成。
地球刚形成的时候，总是会受到来自宇宙中各种陨石和小行星的撞击，再加上地球内部放射性元素产生了很多热量，以致于当时的地面上到处都是喷发的火山和流动的熔岩，地球基本是一个被熔岩覆盖着的大火球。等到撞向地球的小行星减少了，地球表面的温度降低了，岩浆慢慢固化、结块，形成了坑坑洼洼的原始地壳。
↑原始地壳的形成过程（从左到右：遍地的岩浆-岩浆逐渐冷却-坑坑洼洼的原始地壳）
在原始地球上，伴随着岩浆喷出的，是大量的气体和尘埃，由于质量比较轻，这些气体逐渐上升，因为地球引力包裹在地球外层，久而久之形成了原始的大气层。原始大气层中的各种物质混合在一起发生各种化学和物理反应，使得大气层开始降雨。这些雨水在地壳的低洼处流淌，最后顺着地势汇聚到一起，大约在35亿年前形成了原始海洋。
质量轻的气体上升-原始大气层-降雨
↑原始海洋的形成过程（从左到右）：岩浆喷出
质量重的岩浆、尘埃下沉-原始地壳-积水-原始海洋
这样一来，地球上的水循环就建立起来了。早期大气层比较薄，而且成分也和现在不一样（二氧化碳居多，没有氧气），是随着水循环的不断进行和后来生命的诞生，才演变成现在的样子的。
——以上内容参考米莱童书《生命简史》
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在地球形成时，各种固体物质和气体物质都在引力作用下聚集在一起，共同构成了原始的地球。较重的固态物质形成球形的地球本体，较轻的气态物质包围在固态物质的外面，形成了大气层。如果没有地球引力，或引力太小，就不能形成大气层。
科学家认为，原始的大气成分与宇宙中元素比例大致相同，其中大部分是氢和氦，氮气、二氧化碳等物质很少，氧气根本没有。由于地球质量并不大，引力也不够强，所以比较轻的氢和氦都跑掉了，比较重的二氧化碳、氮气等留了下来。同时，由于早期地球地质活动非常剧烈，从火山中喷发出大量的二氧化硫等气体，与二氧化碳、氮气共同构成了早期地球大气层的主要成分。
地球早期形成期结束后，地质活动逐渐减弱，地表冷却，水蒸气形成云层，开始没完没了地下雨，雨水溶解了二氧化硫，形成硫酸，再溶解地表的岩石，形成硫酸盐沉淀，把二氧化硫固定在地下，大气层中二氧化硫几乎消失，主要成为变成了二氧化碳和氮气。
再然后，地球生物诞生，并进化出光合作用，把二氧化碳转变成了氧气。到此时，大气层中才第一次出现了氧气。随着绿色植物越来越多，光合作用越来越强，大气层中的二氧化碳越来越少，氧气越来越多，地球大气层才变成现在这个样子了。
地球大气的演化经历了原始大气、次生大气和现代大气三代。
原始大气：原始大气的形成与星系的形成密切有关。宇宙中存在着许多原星系，它们最初都是一团巨大的气体，主要成分是氢。最初，在地球形成的过程中，一边是绕着太阳运动，一边吸附着轨道上的微尘和气体。当地球表面逐渐冷凝为固态时，周围就包围着一层大气，这就是原始大气。其主要成分是氢和氦。 原始大气存在的时间不太久，仅数千万年。因为年青的恒星一般都要经历一个喷发大量物质流的阶段。太阳经历这个阶段时，正当地球形成的早期，此时太阳以惊人的速率喷发巨量太阳物质，形成所谓太阳风。它把地球原始大气从地球上撕开，刮向茫茫太空。
次生大气：由于地壳尚不稳定，火山活动频繁，火山排出的气体就形成了地球的次生大气圈。它的成分以甲烷和氢为主，还有一些氨和水汽，但仍没有氧气。这是因为地壳调整刚开始，地表金属铁尚多，氧很易和金属铁化合而不能在大气中留存，因此次生大气属于缺氧性还原大气。次生大气形成时，水汽大量排入大气，当时地表温度较高，大气不稳定对流的发展很盛，强烈的对流使水汽上升凝结，风雨闪电频仍，地表出现了江河湖海等水体。次生大气笼罩地表的时期大体在距今45亿年前到20亿年前之间。
现代大气：氧的形成是现代大气形成的主要标志，它的形成过程与地球上生物的出现和发展密切相关。最初的生命出现于太阳紫外线辐射到达不了的深水中，以后逐渐移向浅水，进而发展成有叶绿体的植物，绿色植物的光合作用成为大气中氧形成的最重要的原因。 氧的增加就在高空形成臭氧层，它吸收紫外线，有利于地球上的植物迅速繁殖和发展。在光合作用下，大气中的氧含量急增。由于大气氧的不断增多，到中生代中期的侏罗纪，就有巨大爬行动物如恐龙之属的出现，需氧量多的鸟类也出现了。但因植物不加控制地发展，使光合作用加强，大量消耗大气中的二氧化碳。结果大气中二氧化碳就减少了。二氧化碳的减少必导致大气保温能力减弱、降低了温度。降温又会使结合到岩石中和溶解到水中的二氧化碳量增多，这又进一步减少空气中二氧化碳的含量，从而使大气中充满更多的阳光，有利于现代的被子植物（显花植物）的出现和发展。由于光合作用的原料二氧化碳减少了，植物释出的氧就不敷巨大爬行类恐龙呼吸之用，但能够适应新的气候条件的哺乳动物却得到发展。这时已到了新生代，大气的成分已基本上和现在大气相近了。
地球刚形成的时候，总是会受到来自宇宙中各种陨石和小行星的撞击，再加上地球内部放射性元素产生了很多热量，以致于当时的地面上到处都是喷发的火山和流动的熔岩，地球基本是一个被熔岩覆盖着的大火球。等到撞向地球的小行星减少了，地球表面的温度降低了，岩浆慢慢固化、结块，形成了坑坑洼洼的原始地壳。
↑原始地壳的形成过程（从左到右：遍地的岩浆-岩浆逐渐冷却-坑坑洼洼的原始地壳）
在原始地球上，伴随着岩浆喷出的，是大量的气体和尘埃，由于质量比较轻，这些气体逐渐上升，因为地球引力包裹在地球外层，久而久之形成了原始的大气层。原始大气层中的各种物质混合在一起发生各种化学和物理反应，使得大气层开始降雨。这些雨水在地壳的低洼处流淌，最后顺着地势汇聚到一起，大约在35亿年前形成了原始海洋。
质量轻的气体上升-原始大气层-降雨
↑原始海洋的形成过程（从左到右）：岩浆喷出
质量重的岩浆、尘埃下沉-原始地壳-积水-原始海洋
这样一来，地球上的水循环就建立起来了。早期大气层比较薄，而且成分也和现在不一样（二氧化碳居多，没有氧气），是随着水循环的不断进行和后来生命的诞生，才演变成现在的样子的。
水、金、火、木、土、天王、海王都有。
太阳系中行星的某些卫星也有大气层。如土星中最大的土卫六，有一稠密的大气层，是太阳系中唯一有丰富大气的卫星。木卫一和木卫三也有稀薄大气，木卫一大气主要成分是二氧化硫，木卫三大气主要成分是甲烷和氨。
太阳系以外的目前无法知道。
