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<title>地球大气演化</title>
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地球大气演化 evolution of the earth，s atmosphere <br>
包围地球的气壳称为地球大气。现在的大气是由原始大气经历一系列复杂变化才形成的。原始大气出现于距今约4.6×109年以前，比人类出现的时间约早三个量级（人类出现距今数百万年），比人类最初出现文字记载的时间约早六个量级（文字出现距今数千年）。所以人类无法获得各阶段的大气样本，只好依靠所发现的地层征迹和太阳系各行星上大气的资料(见行星大气)，结合自然演化规律以及物理学、化学、生物学的理论和实验等，用模拟方法或逻辑推理进行研究。但所得的资料仍十分零星，而且地球大气的演化史，前同星系、太阳系、行量起源相衔接,后同人类对大气的影响相联系,本身又和地球的地质发展史、生命发展史等密切相关，加上研究其演变所牵涉到的学科很多，除大气科学本身外，和天文学、地质学、生物学、物理学、化学等，都有密切关系，所以要把一鳞半爪的资料串联为在地区上能横向调谐、在时间上能纵向连贯，在各学科研究结果间又能互相补充、互相印证，基本上符合自然发展规律，能科学地说明现在大气成分和结构机理的地球大气演化史，是十分困难的。一些学者提出了地球大气的多种演变模式，这些模式往往由于研究者的主要专业的局限，作资料处理时所强调的方面不同，在许多细节上，难以统一认识,但模式的轮廓仍有其共同性,与细节相比，还是具有一定稳定性的。地球大气的演化经历了原始大气、次生大气和现在大气三代。
原始大气
原始大气的形成与星系的形成密切有关。宇宙中存在着许多原星系，它们最初都是一团巨大的气体，主要成分是氢。以后原星系内的气体，团集成许多中心,在万有引力作用下,气体分别向这些中心收缩。出现了许多原星体，愈收缩则密度愈大，密度愈大则收缩愈快，使原星体内原子的平均运动速率愈来愈大，温度也愈来愈高。当温度升高到摄氏1000万度以上时，原星体会发生核反应，出现四个氢原子聚变为一个氦原子的过程。较大的原星体的核反应较强，能聚变成较重的元素。按照爱因斯坦能量(E)和质量(m)方程E
=
mc2（c为光速），这些聚变过程会伴生大量辐射能，使原星体转变为发光的恒星体。恒星体内部存在复杂的核反应，在氢的消耗过程中，较重元素的丰度渐渐增多，并形成一些更重要的元素，光谱分析的结果是，原子丰度随原子序数增大而减少。
特别巨大的星体，内部核反应特强，能使星体爆裂，形成超新星，它具有强大的爆炸压强，使其中已形成的不同原子量的元素裂成碎片，散布到星际空间中去，造成宇宙尘和气体云，随后冷却成暗云。这样，超新星的每一次爆炸,都进一步使星系内增加更多的较重元素,使星际空间内既有大量气体(以氢、氦为主)，又有固体微粒。太阳系是银河系中一个旋臂空间内的气体原星体收缩而成的，因此它包含有气体和固体微粒。太阳系的年龄估计为46～50亿年，银河系的历史约比太阳系长2～3倍。
原太阳系中弥漫着冷的固体微粒和气体，它们是形成行星、卫星及其大气的原料。在原太阳系向中心收缩时，其周围绕行的固体微粒和气体，也分别在引力作用下凝聚成行星和卫星。关于太阳、行星、卫星是否同时形成，尚有不同意见：有的认为是同时形成的，有的认为是先形成太阳,后形成行星及卫星,有的认为卫星是行星分裂出的，也有认为行星和卫星的形成早于太阳。但对地球的形成约在距今46亿年前，则是比较一致的看法。
原始大气的形成
原地球是太阳系中原行星之一。它是原太阳系中心体中运动的气体和宇宙尘借引力吸积而成。它一边增大，一边扫并轨道上的微尘和气体，一边在引力作用下收缩。随着“原地球”转变为“地球”，地表渐渐冷凝为固体，原始大气也就同时包围地球表面。
对原始大气的组分有着不同的看法。有的认为原始大气中的气体，以氢和一氧化碳为主。例如，A.E.林伍德(1973)曾在庆祝哥白尼诞生500周年纪念会上指出,地球的固体部分主要是由C1型碳质球粒陨石吸积而成，这种陨石含有丰富的二氧化硅、氧化亚铁、氧化镁、水汽、碳质（如碳和甲烷等）；此外还有硫和另一些金属氧化物。在地球吸积增大时，引力能转化为热能，使地球温度不断提高。当升温到1000°C以上时，这类陨石的组分会发生自动还原现象。其中金属和硅的氧化物被还原为金属和硅，所放出的氧则和碳结合成一氧化碳而脱离地面进入大气。例如氧化亚铁会发生下列反应：
FeO+C→Fe+Co
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