大气圈形成与地球起源演化的关系

地球是太阳系中的一个成员，是无限宇宙中的一颗渺小的星星；但就地球本身来说，它的里里外外，又可分为好几个圈层。

在地球的外围，包围着一层大气，人们把这层大气称为“地球的大气圈”，简称大气圈。它像一层厚厚的外套罩着地球，人类就生活在这大气的海洋里。大气直接影响着人类的生产与生活，它和人类的生存息息相关。

地球的大气圈是怎样形成的呢？这个问题一直受到人们的注意和研究。但由于大气圈是在人类社会出现以前形成的，它的成因比较复杂，并且又与地球的起源、演化有着直接的关系。所以到目前为止，还没有一个完善的解释。比较一致的看法为：最初，当地球刚刚由星际物质凝聚成疏松的地球团时，空气不仅包围在地球表面，而且也渗透在地球内部。那时的空气成分以氢为主，约占整个气体成分的90%。此外，还有一些水汽、甲烷、氨、氦及一些惰性气体。

以后，由于地心引力的作用，这个疏松的地球团就逐渐收缩变小。于是包含在地球内部的空气就被排挤出来，散逸到宇宙太空中去。到地球团收缩到一定程度后，收缩的速度便渐渐变慢，与此同时，地球的温度也渐渐降低，地壳便开始凝固起来。最后被排挤出来的一部分空气，就被地心引力拉住包围在地球的表面，形成了大气层。当时的大气层是很稀薄的，它的成分仍是氢、水汽、氦、甲烷、氨及一些惰性气体。

大气层(www.xing528.com)

地壳形成以后，在古老的地质年代里，地壳内部又因放射性元素的不断发热，造成地层的大调整，使地壳的某些地方发生断层和褶皱。包含在岩石和地层中的一些气体，便被大量释放出来，补充到稀薄的大气层内。这时，大气上层已经有了水蒸气，它们在太阳光线的照射下，一部分被分解为氢和氧。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，碳又与氧结合成为二氧化碳。这样，大气圈内的空气，主要成分就变成为水蒸气、氮、二氧化碳和氧了。不过，那时候的二氧化碳比现在多，而氧则比现在少。

大约在18亿年以前，水里面开始有了生物；在七八亿年前，陆地上开始出现植物。当时大气中二氧化碳含量比较多，十分有利于植物的光合作用，使植物生长的非常繁茂。植物的光合作用，吸收了大气中的二氧化碳，放出了氧，使大气中的含氧量增加。大约在5亿年以前，地球上的动物大量增加，动物的呼吸，又使大气中的部分氧转化为二氧化碳。

地球上的动植物增多后，当动物的粪便和动植物的躯体腐烂时，蛋白质的一部分变为氨和铵盐，另一部分直接分解出氮，变为氨和铵盐的一部分，通过硝化细菌和脱氧细菌的作用，变为气体氨，进入大气。由于氮是惰性气体，在正常温度下不容易与其他元素化合，因此大气中的氮也就越积越多，最后达到了现在大气中的含氮量。从此，近地面的大气就变成了现在的成分，即氮约占78%，氧约占21%，氩约占1%，其他微量气体的总和占不到1%。