漲知識了,為何地球大氣的氮氣含量這麼高?

2020-12-24 科學探討

穩定為王,這是氮氣在地球大氣爭奪統治地位的一個主要原因。

在宇宙中,存在最為廣泛的物質就是氫和氦,太陽、木星、土星等幾大巨行星都是氫元素為主。

類地行星中有矽做外層,二氧化碳、甲烷、氨氣和水蒸氣都是這些行星形成時誕生的氣體。比如金星和火星,二氧化碳非常多。而土衛六上卻是甲烷河流、海洋。

據推測,在地球的原始大氣中,主要的氣體也是甲烷、氨、氫、水等氣體。隨後的火山爆發又產生了二氧化碳、氮、二氧化硫、甲烷、氨、氫、水等。

這些氣體在地球最初形成、以及火山噴發時逃離出地殼,在地表上形成了原始大氣圈。

水蒸氣凝結成了水,大部分二氧化碳和二氧化硫也就融入到水裡了。所以,大氣中主要是氨、氫和甲烷。

最初的地球是沒有氧氣的,葉綠素和地球的原始細菌的出現改變了這一切,氧是一種非常強的氧化物。

氧氣一出現,原始大氣中的氨氣、氫氣和甲烷都不穩定了,最終它們統統被氧化成了二氧化碳和水。氮氣因為比較穩定,很少參與反應。

植物光合作用長達數十億年之久,氧化過程也進行得非常漫長,也持續了幾十億年,最終,地表能被氧化的東西也基本上全都氧化了,又在我們頭頂上空形成了臭氧層。

此外,氧氣還分別和鐵、矽、鋁、硫、碳、鈣、鈉、鉀、鎂……等結合,生成了氧化鐵、二氧化矽、矽酸鹽(巖石沙漠、土壤等主要成分)、氧化鋁(土壤主要成份)、氧化硫等等。這樣,氧氣也就所剩不多,能游離在大氣中有21%的比例已經非常可觀了。

由於氮氣化學性質非常穩定,很不容易與其他元素發生反應,所以就剩到了最後。

如果沒有綠素,地球上不可能有這麼多的氧氣。這樣算來,地球大氣裡能有21%的氧氣含量真的不算少了。

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