原始大气

更新时间:2022-08-25 11:35

地球形成初期的大气层。

概念

地球形成初期的原始大气应是以宇宙中最丰富的轻物质:氢气氦气一氧化碳为主。

由于太阳风(恒星会喷发大量的物质流,此时正值太阳形成初期)和地球升温的作用,原始大气逐渐向宇宙空间膨胀并逃逸散失。估计在 45 亿年前或晚些时候,地球上是没有大气的。

主要成分有:水蒸气、氢气、氨气、甲烷、硫化氢、二氧化碳等,原始大气没有氧气。

形成

在45亿年以前,地球由一个冰冻的行星受到陨石的强烈、频繁的碰撞,陨石高速碰撞,其动能转化为内能,产生大量的热,使地球表面达到一千五百摄氏度,这些星状物体互撞,使地球形成熔融状态,原来包含在陨石中大量气体挥发出来。由于地球内部核转变能量高,撞击强烈,地球热辐射强,因而地表气温一直高于水的沸点,水蒸气不能冷凝成水,此时,二氧化碳,氮气和水蒸气等为主要的气体成分,几乎全部积聚在大气圈中,形成了最稠密的火山气圈,大气压很大,这就形成了地球空气的初貌。

米勒实验

米勒模拟实验(Miller–Urey experiment)一种模拟在原始地球还原性大气中雷鸣闪电的实验。

图1 米勒设计的实验装置

如图1,将水注入左下方的 500 毫升烧瓶内。

先将玻璃仪器中的空气抽去。然后打开左方的活塞,泵入 CH4、NH3 和 H2 的混合气体(模拟还原性大气)。再将 500 毫升烧瓶内的水煮沸,使水蒸汽(H2O)和混合气体同在密闭的玻璃管道内不断循环,并在另一容量为 5 升的大烧瓶中,经受火花放电(模拟雷鸣闪电)一周,最后生成的有机物,经过冷却后,积聚在仪器底部的溶液内(图中以黑色表示)(模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中)。

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