原始大气圈(原始大气圈)
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更新时间:2023-05-20
原始大气圈
基本信息
中文名 | 原始大气圈 |
形态 | 无形无色,用肉眼无法觉察 |
形成
次生大气
次生大气中没有氧气,地球上当时还没有生命存在。但是,来自太阳强烈紫外线的照射,为地球上生命的出现提供了能量,大气中的甲烷、氢、氨等物质获得能量后,逐步合成了早期生命所需的有机物。
描述
最早形成的大气圈。气体有三种可能的来源:地球凝结时遗留下来的残留物;地外来源;地球排气。其中,只有排气作用能适应地球化学和同位素制约的多变性。地球排气可直接来自火山作用,或间接来自地表风化。支持大气圈排气起源说的一部分证据是:大气圈中有大量的40Ar(0.93%,其中40Ar占99.6%),而太阳或者碳质球粒陨石中40Ar<0 1%。40Ar是由固体地球的40K放射性衰变产生的,并主要经火山作用释放到大气圈。这种同位素在地球大气圈中较大量的存在,表明地球经历了广泛的氩的排气过程。同样,其他气体也以类似的行径进入大气圈。关于原始大气圈的成分,有两种见解:原始大气圈是还原的,主要由CH4组成,并含少量HNO3、H2、He和H2O2;原始大气圈是由CO2、CO、H2O和N2组成的。原始大气圈基本没有自由氧,而实验研究表明,两种情况均可以出现第一个有机体的反应。由于CH4和NH3会直接或间接地为光解作用所破坏。NH3可在1~10年内为紫外线辐射所破坏,而又极易溶于水,会很快被降水和其他溶液带入海洋。虽然CH4对光解作用是较稳定的,而OH作为甲烷氧化链的中间产物,在地表50年内即为光解作用所破坏。H2会很快从大气圈的顶部散失,
作用
大气圈对人类和各种动、植物的生存和成长具有极其重要的作用。第一,大气是维持人体生命活动的第一需要,人可以几日不食不眠,但不可以几分钟不呼吸,停止了呼吸就意味着生命体的死亡。同样,各种生物体也需要呼吸。植物的光合作用也离不开大气的介入。第二,大气的存在为人类和各种生物体提供了适宜的生存条件,地球如果没有大气圈这个忠诚的卫士,那么,白天太阳可将地球附近的地面蒸烤到80°C以上,晚上又会降到-100°C。一天之内近200°C的温差,什么生物和植物能够残存呢?第三,大气层遮挡了一些对人体有害的射线,如紫外线、X射线及其它宇宙射线,这些射线是诱发皮肤癌、白血病等一些疑难杂症的凶手。第四,消除、减轻了来自星际间的流星对地球的袭击,起到了保护伞的作用。宇宙中有大量的冰球,穿越大气层后,小的就溶化掉了,大的也磨损了许多,只有少量的陨冰碎块能落到地球表面。另外,其他星球相撞后产生的碎片有时也会飞向地球,但经过大气层的消磨后,到达地球的陨石数量已微乎其微。
分布
分层
(1)对流层,从地面向上约10千米左右的范围,为大气的最底层。最上层的顶叫对流层顶。对流层的厚度随着季节和纬度而不同,夏季比冬天厚,低纬度地区比高纬度地区厚。在该层中,大气温度随高度增加而下降,到上面温度约-50~-70°C左右。在这层中,集中了大气质量的80%和几乎全部的水汽,空气上窜下跳,活动激烈,形成了多种多样的复杂天气,风、云、雨、雪、露、雹和雷等多发生在这一层,故有人也称之为气象层,对人类生活和军事活动影响最大。
(2)平流层,从对流层顶向上约50~55千米范围。该层中温度不再下降,底部几乎无大变化,然后随高度增加而升温,到平流层顶部温度可达0°C以上。平流层中臭氧较多,在25千米处分布着臭氧层,强烈吸收着紫外线,保护着地球上的各种生物免遭伤害。这一层中空气成分稳定,水汽和尘埃含量很少,所以这里经常晴空万里,能见度好,适合飞机尤其是军用侦察机和歼击机飞行。
(4)热层,从中层顶向上约250~500千米的范围。因直接太阳辐射而获得热量,因此,温度随高度增加而升高,热层顶部白天温度可达1000~2000°C,夜间最低也在200°C。热层空气非常稀薄,而且处于高度电离状态,能反射电磁波,故对远距离无线电通信具有重要作用。