地球的大气环境也会影响我们人类的生存状态,正是因为有了大气,地球才产生了人类。以下是对边肖共享的地球大气层的介绍。让我们来看看。
地球大气层介绍
地球大气层在地球引力作用下,大量气体聚集在地球周围,形成数千公里的大气层。随着离地面高度的增加,气体密度变得越来越稀薄。探空火箭仍然在3000公里的高度发现了稀薄的大气层。有人认为大气层的上限可能会延伸到地面以上约6400公里。科学家估计空气质量约为600万亿吨,几乎占地球总质量的百万分之一。根据大气中各种气体的体积分数,其主要成分包括:氮气78%,氧气21%,氩气0.93%,二氧化碳0.03%,氖气0.0018%,此外还有水蒸气和粉尘。
从表面垂直向上,大气通常分为五层:对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。
为什么地球会有含氧大气层?
“这个概念非常简单,但要完全理解它,我们需要了解地球的运作,”莱斯大学地球科学教授、该研究的第一作者CIN-泰李说。“我最常用的比喻是漏水的浴缸。浴缸中水的高度是由水龙头流出水的速度和排水管排出水的速度决定的。”植物和某些种类的细菌产生氧气作为光合作用的副产品。氧气的产生是动态平衡的(与水箱原理相同):氧气与地壳中的铁和硫发生反应,与有机碳发生逆反应。例如,当我们吸入氧气,呼出二氧化碳时,我们实际上从大气中移除了氧气。总之,要讲清楚我们大气中氧气的故事,就要知道它起源于水槽,但是要讲清楚这30亿年的故事,就有点复杂了。"
这项研究是由李大学的劳伦斯杨和阿德里安勒纳尔迪克,耶鲁大学的瑞安麦肯齐和东京大学的横山洋介合作进行的。作者的解释是基于一个新的模型。这个模型的结果显示了氧气是如何在两个关键时期加入地球大气层的:一个是20亿年前,另一个是6亿年前。
今天,地球大气的20%是游离氧,O2。游离氧不与其他元素结合,类似于二氧化碳、二氧化硫等其他大气气体中的氧原子。在地球45亿年历史的大部分时间里,自由氧几乎不存在于大气中。
“他们不是完全不存在,只是非常罕见,”李说。“在像火星、金星和地球这样的岩石行星上,氧气实际上是最丰富的元素之一。它们与许多其他元素形成强大的化学键,因此氧通常被锁定在氧化物中,这些氧化物存在于岩石行星内部。从这个意义上说,与其他行星相比,地球也不例外;地球上的氧气被锁在地下岩石里面。”
李和他的同事认为,大约25亿年前,地球大陆地壳的组成发生了根本变化。Lee表示,这一时期与大气中氧气含量的第一次跃升相吻合,这一时期也以大量矿物颗粒(称为锆石)的出现为标志。
“锆石的出现告诉了我们为什么,”他说。锆石是具有特殊成分的熔岩结晶产物。它们的出现表明火山经历了从贫硅到富硅的深刻变化。这和大气的成分有关。与贫硅岩石相比,富硅岩石含铁量少得多,铁和硫会与氧反应形成氧沉。
“基于此,我们认为氧含量的第一次跳跃可能是由于氧下沉效率的急剧下降,”Lee说。"用浴缸的比喻来说,这相当于堵住了排水管."
李说,这项研究表明,大气中氧气含量的第二次跃升与氧气产量的变化有关,在浴缸的比喻中,它与水龙头流出的水的变化有关。
“浴缸的比喻很容易理解,也很简洁,但我们仍然需要考虑一个问题,”他说。“氧气的产生应该与全球碳循环相联系,全球碳循环是碳在地球、生物圈、大气层和海洋之间的循环。”
李说,该模型表明,地球的碳循环从未出现过稳定状态。由于火山活动,二氧化碳从地球深处移动到地表,碳慢慢泄漏出来。二氧化碳是光合作用的主要成分之一。
“在地球漫长的地质时期,由于产生浓缩形式的碳,如有机碳和碳酸盐,碳从大气中被清除,”他说。“在地球历史的大部分时间里,大多数碳不是沉积在深海,而是沉积在大陆上。碳沉积在大陆表面而不是回到地球内部,影响深远。相反,当大陆受到火山活动的影响时,它会放大碳向大气中的输入。”
李说,模型显示火山活动和其他地质活动向大气中输入碳,而且输入量会随着时间的推移而增加。同时,因为氧的产生与碳的产生密切相关,所以氧的产生量也必须增加。该模型表明,大气中氧气的二次增加发生在地球历史的后期。
“根据模型,可以肯定的是,大陆地壳的形成会自然导致大气中氧含量的两次跃升,这与我们在化石记录中的研究结果是一致的。”李说。
在第一次氧含量跳跃期,是什么导致了地壳成分的变化,这仍然是一个谜,但李说,研究小组认为这可能与板块构造运动有关,地球表面,板块第一次大幅度移动,沉入地球内部。
李表示,该团队的新模式也存在争议。例如,该模型预测二氧化碳的产生将随着时间的推移而增加,这与过去40亿年来大气中碳通量和二氧化碳水平稳步下降的传统观点相反。
“我们的模型中描述的碳通量的变化发生在很长一段时间内。如果我们认为这个过程带来了我们星球上正在发生的气候变化,那么这种想法是不正确的。”他说。“我们的工作表明,地球科学家和生物学家需要重新审视我们所知的地球早期历史。”
地球正在吞噬人类的生命。
地球的大气层正在吞噬人类的生命。地球帮助我们阻挡宇宙辐射,为我们提供生命所必需的各种氧气。有了大气,空气才能流动。但是科学家警告说,我们人类的大气已经生病,消耗了人类的生命。
据国际空间站宇航员斯科特?根据凯利的观察,地球大气层“看起来非常非常脆弱”,“需要我们的呵护”,已经“生病”了。
据媒体报道,凯利将于3月重返地面。他在接受采访时说,从太空看地球,可以充分认识到我们赖以生存的大气层的脆弱和空气污染的严重。
凯利说,“当你从太空看地球时,你可以分辨出亚洲和拉丁美洲的一些地方,但你总是透过那些肮脏和污染的雾霾区往下看。”
他说,如果用人体来比喻地球周围的大气,从太空可以看到这些地方是“有病”的。而且全球大气也不是那么“健康”。
凯利说,“当我俯视大气层时,我不能说这个地球的四肢是健康的。它看起来非常非常脆弱,瘦到真的需要我们照顾。”
在太空中,地平线是一条美丽的弧线,上面薄薄的蓝色光晕就是大气层。(美国宇航局)
凯利还表示,他注意到一些意想不到的地区出现了热带龙卷风等天气现象。
迄今为止,凯利是在太空中时间最长的美国宇航员,在地球上空漂浮了500多天。凯利说,他有这个难得的机会俯瞰地球,所以他可以从另一个角度了解我们的家。
从太空看地球,真的有不一样的感觉。几十年前,德国宇航员乌尔夫?“这是我有生以来第一次看到地平线是一条弯曲的弧线,它上面薄薄的深蓝色光环就是我们所说的大气层,”默博尔德博士在太空中第一次俯视地球时惊呼道。
显然,那不是我学了无数遍的空气的海洋。我对大气的这种微妙而脆弱的外观感到惊讶。"
美国国家地球和空间科学教育中心天体物理学家杰弗里?戈尔茨坦博士曾经解释说:“与地球相比,大气层比苹果皮还薄。我们的星球周围只有一层精致的面纱,但它支撑着地球上的所有生命……”
大气病与人类密切相关。人类活动破坏了环境,这种恶果最终会报给人类自己。