生物學的歷史59 早期地球的大氣組成- 加百列的部落格

有關地球早期大氣的各種假設，目前最被接受的一種說法是由火山噴發的氣體所組成。

這些氣體包括水H2O、一氧化碳CO、二氧化碳CO2、硫化氫H2S、氮N2、 ... Contents... udn網路城邦 加百列的部落格　（到舊版） 文章相簿訪客簿 生物學的歷史59早期地球的大氣組成 2009/04/2208:23 瀏覽2,784 迴響0 推薦0 引用0 1.     首先，我們討論太陽系是如何產生的。

到目前為止，我們還無法確定太陽系是如何產生，因此，太陽系的起源理論僅是一種假設。

但是隨著天文學家探測到宇宙更深處，蒐集到更多證據，這個假設也就越來越可信。

2.     今日多數人支持的假設是宇宙的年齡大約是150億到200億年，太陽和它的行星群大約在46億年前從一堆充滿宇宙塵埃與空氣的星雲中誕生。

大部分物質被濃縮成一團結實有質量的東西，那就是太陽；其餘的物質也開始分別結成一小團，那就是行星。

3.     地球被濃縮結成一團的時候，它的組成物質分布也越來越層次分明，較重的物質像是鐵和鎳，往地球的中心沉下去，較輕的物質則靠往地球表面，如同輕的物質浮出液體。

4.     這些較輕的物質之中，最輕的氫與氦形成地球最早的大氣層。

但是地球跟土星、木星不一樣，地球太小，它的地心引力太弱，沒有辦法拉住最早形成的大氣層，最後這些氣體都跑到太空去了。

5.     隨著時間過去，地球的組成物質也越加層次分明，隨著鐵和鎳不斷集中到地心、累積成地核，密度較小、而且部分熔化成液態的鐵鎂矽酸鹽，形成包覆地核一層厚膜，更輕的物質持續浮在地球表面。

6.     當地球表面開始冷卻，地球表面的物質(以矽為主)，也開始變硬。

跟整個地球半徑相比，地殼厚度是相當薄的，就像蛋殼與整顆蛋的比例那樣。

7.     地殼，在溶化成流質的地層之上，凝固成一個很大的板塊。

這個大板塊，會因為部份地區隆起或下沉而移動。

8.     地球內部極熱的狀態，也會把許多氣體從地底逼出來，這些藏在地層底下的氣體通常透過火山活動跑出來。

這些從地底冒出來的氣體構成了地球史上第二階段的大氣。

9.     為了探索地球生命的起源，我們必須知道地球史上第二階段的大氣組成氣體是什麼。

10. 我們現在的大氣組成包含78%的氮氣，21%的氧氣，1%的氬氣，0.033%的二氧化碳，以及一些微量的稀有氣體，例如氦與氖。

11. 許多已知的證據顯示，地球最早形成的大氣完全不含氧氣，所以當然不可能是現今這種會氧化物質的大氣。

12. 有關地球早期大氣的各種假設，目前最被接受的一種說法是由火山噴發的氣體所組成。

這些氣體包括水H2O、一氧化碳CO、二氧化碳CO2、硫化氫H2S、氮N2、氫H2；這些氣體混合在一起，很容易產生HCN氰化氫，所以，氰化氫應該也是早期大氣的成分之一。

13. 地球早期大氣中的大部分的水蒸氣，也有可能是來自於撞到地球的彗星，因為彗星主要成分是水。

據信甲烷CH4也出現在早期的大氣中，因為太空中有很多甲烷氣體連成的大片區域或者圍繞著某些星星。

14. 提醒一點，以上這個推理出來的早期大氣層模型，是沒有氧氣，但充滿氫氣的。

(摘錄CarolH.McFadden,WilliamT.Keeton的《生物學》)分析推論：1.     為什麼地球早期的氣體以「氫、氦」為主，現在卻是「氮、氧」為主？CarolH.McFadden,WilliamT.Keeton認為，地球太小，它的地心引力太弱，沒有辦法拉住最早形成的大氣層，最後這些氣體都跑到太空去了。

這是透過比較地球與木星的質量而來的結論。

2.     另一種可能，早期的氣體沒有跑掉，但是變了。

當時的「氫、氦」，經過一連串核融和、核分裂反應，而變成現在常見的元素，例如氣體的「氮、氧」。

3.     引起融合與分裂反應的力量來源：地球當時的熱能、雷電、紫外線和地心引力。

氫、氦如果不斷被電擊，或是被吸入地底，處在高溫高壓下，就有機會融合或分裂成較大的原子，例如「氮」。

4.     到底要蛻變成多大或多小的原子，要依據它們周遭環境的條件來決定，顯然，在「地心」，最適當的原子是「鐵、鎳」，「原子量」分別是「56、59」；「地表」最適當的原子是「矽」，「原子量28」，大氣的原子是「氮、氧」，「原子量14、16」。

5.     「鈾」，老是在放射衰退，顯然對地球來說它太大顆了(原子量238)，但是，這麼不適應地球環境的大元素怎麼來的呢？地球早期核融合而來的，被彗星帶來的機會很小，對吧？太陽系一爆炸就到處都是鈾，這個可能性更低。

6.     古代的地球與現在地球，還有一個明顯的差異：現在的層次更加分明。

古代地球層次沒那麼分明代表什麼意思？古代的地球亂度大，現在的地球亂度比較小、氣候比較穩定。

7.     亂度大，代表分子、原子之間碰撞變激烈，那麼，「氫、氦、硫、氮、碳」等原子要互相結合成「有機分子」，就變得容易多了，所以，當時空氣中應該有很多一團、一團的「有機分子」，生命的起源就從這裡開始。

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