从“稠云迷雾”到“碧野蓝天”,大气及大气圈是如何演化的?
从“稠云迷雾”到“碧野蓝天”,地球最外层大气圈,是由气体和悬浮物质组成的复杂流体系统。它是由于地球的引力作用,在地球周围聚集的一个气体圈层。
早期,地球的大气层与今天的大气层完全不一样。早期的大气层是由氢气、水蒸气、一氧化碳、甲烷、氨气等组成。它们来自火山的喷发和地热的排气是自身的大气。
与太阳系其他星球的大气层——木星的大气层组成极其相似。在形成之初,水蒸气、二氧化碳充满在地球表面的10千米范围内。此时,大气的密度为220.5千克/每立方米。
要知道,这个密度几乎达到液态水的1/4!由此可见,地球初期的大气层是稠云密雾的混沌世界。这种大气,对今天的生物来说是剧毒的!但却促进了某些细菌、蓝细菌的生长与繁衍。
要知道,蓝细菌体内有叶绿素。在阳光的参与下,可以进行光合作用,从而制造有机物和释放出氧气。
因此,地球在30亿年前,就分异出厌氧的原核生物,蓝细菌开始光合作用,放出氧气。在20亿年前,藻类开始繁盛。
地球早期的大气层中,氧气含量增加得很缓慢。到30亿年前,地球大气层中的氧气含量,只达到现今游离氧水平的0.1%!经过了漫长的10亿年,在20亿年前,这个数字才增加到1%!
直到10亿年前,它终于增加到了10%!同时,与此相反:大气层中的氢气、一氧化碳、氨、甲烷却在不断地减少,从而大气层的成分越来越接近如今大气层的组成成分。
科学家表示:当大气层中,氧含量达到现在大气层中氧含量的1%时,氧气就可以出现在10 - 50千米的高空大气层中。特别是,在距离地表20 - 30千米的高空,游离氧的浓度最大。
它们在太阳高能粒子流和宇宙射线等作用下,形成臭氧层。臭氧层,对太阳的紫外线、宇宙射线都会起到一种屏障作用,从而保护地球生物免受其害。这时候,海洋中大量藻类终于可以上升到海洋表面,它们得以繁衍和生长,从而释放出更多的氧气。
科学家发现:大气圈是包围着地球的气体,厚度在几万千米以上。以地球表面的大气最稠密,向外逐渐稀薄并过渡到宇宙。
因为,气体没有明显的上界。所以,大气密度和压力与温度和高度成反比,大气成分随高度不同而有差异。100千米高度以下气体,混合均匀称为:均匀层。均匀层以上称为非均匀层。
大气中的水汽,来源于海洋、湖泊、江河、沼泽、湿地及植物表面的蒸发或蒸腾作用。整个地球大气层,像是一所高大而又独特的楼房。
根据大气层的成分、温度、密度等物理性质,在垂直方向的变化,把这座楼分为5层。这5层楼,从下而上,依次是对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层!
对流层:位于大气圈的最下一层,紧贴地面。指空中8 - 18千米的高度,其厚度不到大气圈的1%,但是集中了大气质量的3/4,大气水气的90%。
对流层:受地球表面的影响最大,层内对流旺盛。大气中的主要天气现象:云雾、雨雪及冰雹等都在这里形成。因此,该层对人类影响最大!我们所说的大气污染,就是这一层。
对流层的顶部,大约50千米高度为平流层。这层的气流运动相当平缓,主要以水平运动为主,因而没有剧烈的由于天气现象,是喷气式飞机飞行的理想场所!
平流层之上还有暖层、电离层。暖层顶部以上的大气层通称为散逸层!这里的空气十分稀薄,受地球引力的约束很弱。
那么,说完了这几种,我们不禁要问:地球大气圈之外,直接就是宇宙了嘛?
答案是否定的!事实上,大气圈层之外,还有一层极其稀薄的电离气体,其高度可伸延到22,000千米的高空,称之为地冕。
地冕,也就是地球大气向宇宙空间的过渡区域,人们形象地把它比作是地球的帽子。今天的大气圈,是地球长期演化的结果。按体积计算:有78.09%的氮,20.94%的氧,0.93%的霾,及其他的0.04%。
大气层的发育和演变,受到地球其他的圈子影响。从“稠云迷雾”的过去世界,到现如今的“碧野蓝天”,经历了长达几十亿年的蹉跎岁月!因此,面对今天大气层出现的雾霾,人们不能以牺牲环境为代价,而片面追求GDP!我们必须励精图治,万不可因自己的急功近利而抱恨终天。
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