一、原始的大气圈
大约在45亿年前,大气与原始地壳差不多同时出现。蕴藏在地球内部的各种气体元素随着火山爆发大量逸出地表,并被地球重力吸附,形成了原始的大气圈。
二、原始大气圈大气主要成份
从现代火山喷发出来的气体成分分析,推测地球的原始大气圈主要由
H2O、CO、CO2、N2、NH3和CH4等所组成。由于没有游离氧,原始大气处于还原态,与现代大气有本质区别。
三、生物的出现对大气圈演进的影响
原始大气在大气圈发展史上占据了漫长的时间,与此同时它的组成也在逐渐发生变化。开始是以二氧化碳和氮的增加为主要标志。原始绿色植物出现以后,植物光合作用中释放的游离氧对原始大气发生缓慢的氧化作用,从而使大气中的C0经氧化而成CO2,CH4经氧化而成H2O和CO2,NH3经氧化而成H2O和N2。于是大气圈中的二氧化碳和氯在不断增加。随着生物的进化和增多,大气中的游离氧也逐渐增多,这对于含有大量CO和CH4的大气来说,也就意味着二氧化碳的增多。因此,随着时间的推移,大气中的二氧化碳越来越多,到了距今19亿~10亿年前,它在大气组成中取得优势地位,从而使原始大气转变成二氧化碳大气。
由于生物继续发展,尤其是陆生植物大量出现,光合作用广泛而持续进行,氧气不断从二氧化碳中分解出来,使得大气中的氧越来越多,而二氧化碳逐渐稀释,有人推测,大气中的游离氧在距今30亿年前约为现代游离氧水平的0.1%,20亿年前增加到1%,10亿年前增加到10%,此后,大气中的游离氧又经过多次变动,然后达到现代的水平。大气中氧含量的增加导致了一个对生物进化极有意义的事件,那就是大气臭氧层的出现。大气中氮气的增加除与氨的不断氧化有关,还直接取决于生物的发展。生物在其生存期间要吸收环境中的氮化合物,供体内合成蛋白质等复杂有机物。当动植物及动物粪便腐烂时,蛋白质一部分直接转化为氮,另一部分转变为氨和铵盐;氨在游离氧的作用下又会转变为氨。氮是一种化学性质不活泼的气体,在常温下并不与其他元素化合,因此它就在大气中越积越多,终于成为大气圈的主要成分。
总之,大气圈的发展沿着这样一种方向:原始大气一二氧化碳大气一现代大气。地球现代大气就是氮、氧大气。
(内容依据刘南威等著作编写)