導語：地球大氣的形成與演變是什么？隨著時間的推移，地球大氣經歷了數百萬年的演變，地球大氣中富含二氧化碳，氧氣含量較低，氣候炎熱潮濕。然而，隨著生物的進化，特別是植物的出現，它們通過光合作用將二氧化碳轉化為氧氣，大氣中的氧氣含量逐漸增加，氣候也發生了巨大的變化，下面就去了解一下地球大氣的形成原因吧！

地球大氣的形成與演變

我們呼吸的大氣是一個穩定的混合氣體，包括78%的氮、21%的氧、約1%的氬和少量的其他氣?體如二氧化碳和水汽等。然而，在46億年前我們的行星形成時的原始大氣則與現在有著天壤之別。

地球的原始大氣

在地球形成初期，其大氣層的氣體組成與早期的太陽系是一樣的，包括氫、氦、甲烷、氨、二氧化碳和水汽，因為地球的引力太小，這些氣體中最輕的氫和氦逃逸到宇宙空間。大多數留下的氣體由于來自新生活躍太陽的強大太陽風(巨大的粒子流)而被散布到空間(所有恒星，包括太陽，在其進化早期都經歷過劇烈的活躍階段，這時的太陽風非常強大)。

地球首次穩定氣層的形成是由于排氣過程，通過這一過程地球內部的氣體被排放出去。全球范圍內，來自大量活火山爆發的排氣過程在行星形成中具有重要作用。然而，在地球早期，當在地球內部發生大量的加熱和流體運動時，氣體的產生量一定是巨大的。根據我們對現代火山爆發的了解，地球的初始大氣可能由大量的水汽、二氧化碳和二氧化硫組成，并有少量的其他氣體和少量的氮，但最重要的是，沒有自由氧存在。

大氣中的氧

隨著地球變冷，水汽凝結形成了云，而且傾盆大雨開始填滿低洼的地區而變成了海洋。大約35?億年之前，這些海洋中在光合作用下的細菌開始向水中釋放氧氣。在光合作用過程中，微生物利?用太陽能量從二氧化碳(CO?)?和水(H?O)?產生有機物質(含有碳水化合物的糖的含能量分子)。?最初的細菌可能是利用硫化氫?(H?S)???而不是水來獲得氫。最早，作為光合作用的副產品的細菌之?一藍藻細菌(也曾稱為藍綠藻)開始產生氧氣。

開始，剛釋放出來的氧氣就在與海洋中的其他原子和分子(特別是鐵)的化學反應中被消耗掉了。一旦已有的離子需要的氧已足夠，并且隨著大量產氧微生物的增加，氧氣就開?始進入大氣。巖石的化學分析揭示，大約在22億年前大氣中就有大量的氧并逐漸穩步增加直到約?15億年前達到穩定的濃度。顯然，自由氧的存在對于生命的發展具有重要影響，反之亦然。地球?大氣與它的生命形態一起經歷了從無氧環境向富氧環境的共同進化。

“氧爆炸”的另一好處是氧分子?(O?)???可以吸收紫外線而重新形成臭氧?(O?)?。?今天，臭氧集中在地面以上的平流層中，在這里臭氧可以吸收到達上層大氣的大量的紫外線輻射。這使地球表?面第一次免受這類輻射的影響，因為紫外線對DNA?特別有害。海洋生物始終受到海洋的保護而不會遭到紫外線輻射，但是大氣的臭氧保護層也使陸地更加安全。

二氧化碳

雖然二氧化碳在大氣中只有很小的量(0.0391%或391ppm, 百萬分之391的體積),但從氣象上講卻是重要的大氣成分。氣象學家特別關注二氧化碳，因為它可以有效吸收地球放出的輻射能 量而影響大氣的加熱。雖然二氧化碳在大氣中的比例相對而言是不變的，但是其百分比在一個多世紀以來已經在穩步地上升。這一上升大多數歸因于不斷增加的化石燃料的使用，如煤炭和石油。這些增加的二氧化碳有些被海洋 中的海水或是被植物吸收，但仍有超過40%的留在了大氣中。預測估計，到21世紀后半段大氣中的二氧化碳含量將達到工業化之前水平的兩倍。

大多數大氣科學家同意這樣的觀點，即在過去的幾十年中增加的大氣二氧化碳濃度對地球大氣的增暖有貢獻，并在未來的幾十年將繼續下去。但這種溫度變化的大小是不確定的，在一定程度上決定于未來人類活動產生的CO? 量的多少。在第2章和第14章將更詳細地考察大氣中二氧化碳的作用及其對氣候的可能影響。

地球大氣的形成原因

地球的形成和演化。地球大約在46億年前形成，當時太陽系的其他行星和衛星也隨之形成，地球的大氣層最初形成于這個時期，主要是由于地球早期的火山活動所產生的氣體逸出，這些氣體包括水蒸氣、二氧化碳、氮氣和一些輕元素。

內部地質活動。地球內部的活動，如地震和火山噴發，釋放出大量的氣體和顆粒物質，影響著大氣層的成分和結構?；鹕絿姲l釋放的氣體包括二氧化碳、氮氣、水蒸氣等，這些氣體會在大氣層中形成云層和霧霾，影響著大氣層的透明度和質量。

太陽輻射。太陽不斷向地球發射電磁輻射，包括可見光、紫外線和X射線等。這些輻射對地球大氣層的溫度、成分和結構產生影響，紫外線輻射可以通過與大氣中的氧分子相互作用，形成臭氧層，保護地球上的生物。

生物活動。生物體代謝過程中產生的二氧化碳、氧氣和甲烷等氣體，會影響大氣層的氣體成分。例如，植物通過光合作用吸收二氧化碳并釋放氧氣，從而影響大氣層的氧氣含量。