地球大气中为什么 氮气和氧气特别多

地球大气中为什么 氮气和氧气特别多,第1张

具体原因如下:

早期大气来自于地球形成早期从灼热的地壳中溢出的气体,推测主要由甲烷(CH4)、氨(NH3)、氢(H2)、水(H2O)等组成。

因为火山爆发所喷出的气体是二氧化碳(CO2)、氨(NH3)、氮(N2)、二氧化硫(SO2)、甲烷(CH4)、氢(H2)和水蒸气(H2O),这些气体在地球冷却前飞向空中,等到地球冷却,逃出的气体因重力而覆盖地球形成最原始的大气。其中水蒸气凝结成为水,而二氧化碳、二氧化硫溶于水中变成溶液,因此大气剩下氨、氢和甲烷,这就是被我们所认为的原始大气。

看得出来自由氧不是原本就存在的,是由细菌,像是蓝细菌或者蓝绿藻在距今大约20亿年前演变至能进行光合作用之后产生的,是生物把原本固定在地壳中的氧元素释放到大气中。

但氧气是强氧化物,氧气一出现,原始大气中的氨、氢和甲烷都不稳定了,最终它们被氧化为CO2, N2和H2O,氧气改造了还原性的原始大气后, 距今大约5亿年,氧浓度的增加使生物能发展出多细胞的动物性生物。这些多细胞的动物性生物的出现使大气中氧元素含量达到一个相对平衡。

氮气大量存在的主要原因是,它是最稳定的氮化物。容易产生,却不易被消耗,很难被生物利用。

我认为地球上的大量氮气来源于地球形成阶段的气体云。可以参考一下土卫六,土卫六大气的98.44%是氮气,和早期的原始地球很相像。在天体演进的过程中,一方面氮气分子量较大,行星容易把形成时期的氮元素保留下来维持在地壳和大气中;另一方面,氮气的化学性质最稳定气体之一,容易保留下来。


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