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宇宙中独一无二的大气层:地球的大气层是怎么

作者:admin    发布时间:2019-05-10 19:14     浏览次数 :

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地球的大气层非常巨大,其影响之广甚至可以影响到国际空间站的运行轨道。那么这个巨大的气体包膜是如何形成的呢?换句话说,为什么地球会有大气层?

总的来说,地球之所以拥有大气层是因为重力。大约在45亿年前,地球刚刚形成的时候,这颗熔融的行星几乎没有大气层。但是,据史密森环境研究中心(SERC)称,随着地球变冷,地球也慢慢形成了大气,当时的大气主要是由火山喷出的气体形成的,这种古老的大气与今天的大气大不相同;它含有硫化氢、甲烷和10到200倍于现代大气的二氧化碳。

英国南安普敦大学的物理化学教授杰里米·弗雷说:“我们认为,地球的大气层一开始有点像金星的大气层,有氮气、二氧化碳,也许还有甲烷。然后生命就以某种形式开始了,但几乎可以肯定是生命是在海底的某个地方开始的。”

大约30亿年之后,光合作用系统进化出现了,这意味着单细胞生物可以利用太阳的能量将二氧化碳和水分子转化为糖和氧气。弗雷说,这极大地增加了地球大气中的氧气含量。“你可能会说这是生命有史以来最大的污染事件,因为它慢慢地改变了地球,”他说。

弗雷说,现在地球的大气层大约由80%的氮和20%的氧组成。据美国国家大气研究中心(NCAR)称,我们现在的大气中还含有氩、二氧化碳、水蒸气和许多其他气体。

幸好地球大气中有这些气体,我们的大气层可以保护地球免受强烈的阳光照射,并且减少极端温度,作用就像包裹着地球的羽绒被一样。同时,根据NCAR的说法,温室效应可以在大气中截留太阳发射到地球的能量,这些能量会被温室气体吸收和释放。地球大气中有几种不同类型的温室气体,主要包括二氧化碳、水蒸气、甲烷和一氧化二氮。如果没有温室效应,地球的温度将低于冰点。

然而在今天,温室气体已经失控。根据NCAR的研究,随着人类向大气中排放更多的二氧化碳,地球的温室效应变得越来越强,地球的气候也正在变得越来越暖。

有趣的是,宇宙中没有其他行星拥有像地球这样的大气层。火星和金星是有大气层,但它们的大气层并不能支持生命(或者说至少不能支持类地生命),因为它们没有足够的氧气。事实上,金星的大气层主要是二氧化碳和硫酸云,金星上的“空气”非常的厚和热,人类不能在那种环境中呼吸。据美国宇航局称,金星厚厚的二氧化碳大气层产生了失控的温室效应,使金星成为太阳系中最热的行星,那里的表面温度足以熔化铅。

弗雷说:“地球有大气层这一事实对于太阳系中的其他行星来说是极不寻常的,因为它与其他任何行星都非常不同。”例如,金星的气压约为90个大气压,这相当于潜入地球海洋3000英尺(914米)下。弗雷说:“之前前往金星的俄罗斯宇宙飞船只记录了几秒钟的数据然后就毁坏了。从来没有人真正知道金星有多热。”

因此,地球的大气层就是生命——如果地球没有大气层,我们所知道的生命形式就不会存在。弗雷说:“地球需要合适的大气层来孕育生命,它创造了那种大气,也创造了在这种大气中生活的那种环境,可以说,大气是整个生物系统不可分割的一部分。”

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