为什么大气中的氮气含量占“绝对优势”?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/13 23:53:49
氧气含量更多岂不是更好么?

类生活在大气底层,可以说没有大气就没有生命、没有人类。现在地球大气中,氮气占整个大气容积的78.09%,氧气占20.95%,其他所有的气体加起来仅占0.96%。这种大气组成成分给地球上的生物创造了一个很理想的环境。为什么地球大气中的氮气和氧气特别多呢?据科学家研究,地球现在的以氮、氧为主的大气层是再生的。在宇宙中,氢、氦、碳、氮、氧占了大部分,其中尤以氢占绝对优势。地球形成初期,由于它与太阳的距离比较适中,因此有一个不冷不热的温度环境和不大不小的引力条件。在这样的环境下,碳与氢化合生成甲烷;氮与氢化合生成氨;氧与氢化合生成水;氦与多余的氢会逃出地球引力的束缚散逸到宇宙空间;水则成为浩瀚的海洋。剩下甲烷和氨这类比较重的气体被地球引力拉住而构成原始大气的主要成分。

木星、土星、天王星、海王星等外行星,由于它们离太阳远,行星上的温度比较低,大气分子运动速度也就比较慢;同时它们的质量大,能够拉住较多的氢、氦等较轻的气体。因此这些行星的大气成分直到今天仍然是由氢、氦、氨、甲烷等组成的。

火星、地球、金星等内行星的原始大气则都是由氨、甲烷和水蒸气组成的。太阳的紫外线射到这些行星的原始大气上,把大气的水分子分裂为氢和氧,氢继续逃逸出星球,氧则留在星球上同其他分子发生化合作用,比如同甲烷作用形成二氧化碳和水,与氨作用形成氮和水。这样,内行星上的大气从原始的甲烷、氨很慢却很稳定地转化为氮和二氧化碳。但是,氮与星壳中的矿物质作用生成了硝酸盐,于是仅剩下二氧化碳成为这些星球大气的主要成份。

然而火星的质量太小,它的引力小到连一些极重的气体分子都不容易吸收住。同时星壳运动微弱,贮藏在岩石中的二氧化碳不可能通过地质运动释放进入大气。所以它的以二氧化碳为主的大气密度只有我们地球上大气密度的1%。

金星的质量跟地球差不多,完全能够留住二氧化碳这样的重分子。但它离太阳太近,由二氧化碳产生的温室效应是极其明显的。蒸发生成的水蒸气又进一步加剧温室效应。结果金星表面被浓厚的二氧化碳和水蒸气所笼罩,它表面温度竟高达500℃,大气密度比地球大100倍。

在我们地球上,因为地球离太阳距离适度,引力大小适中,从而形成了二氧化碳在岩石与大气之间均衡交换的循环机制。于是,在太阳光照射下,加上由适度的二