地球大气的氮气占比78%,氧气仅有21%,氮气是氧气的3.7倍

地球是一个有着美丽生态的岩质行星,不仅有数百万种生命存在,更是有着智慧生命人类的存在。地球能够诞生生命,演化出人类,跟地球大气层有着密切的关系。

大气层的存在可以有效保护地球表面的环境免受宇宙辐射的巨大影响,而地球大气的组成对于生命的演化起到了重要的作用。

可能在一些朋友看来,地球表面的动物包括人类,呼吸都需要氧气,认为地球大气中,氧气的含量是最高的。可事实上,在地球大气的组成中,氧气仅占到21%,更多的还是氮气,占到了78%,含量是氧气的3.7倍。

看到这里,很多朋友好奇:如此多的氮是如何来的?要追寻地球大气中,大量氮气的来源,我们就需要对宇宙的物质组成以及太阳系的形成有一个初步的了解。

相信很多朋友都知道,根据现在的科学理论,宇宙起源于大爆炸,大爆炸之后,各种物质也在不断演化出现,而宇宙物质的组成比例是很不均匀的,差距非常大,其中氢元素占到了75%,氦元素占到了23%。

氢和氦加起来占比达到了98,剩下的2%中,氧、碳、氖、铁、氮、硅、镁、硫又占据了绝大多数。由此可见,氮这种元素在宇宙中的含量本身就不低,而恒星系起源于星云,宇宙中的每一片星云中,各种元素的比例基本是差不多的。

太阳系起源于46亿年前的一片太阳星云,在这片太阳星云中,除了氢和氦之外,氮气的比例也是非常高的,这就为地球拥有大量的氮气打下了良好的物质基础。

在太阳星云中,氢气占据着绝对的优势,占比高达75%,其次是氦元素,占到了25%,只不过,氦属于惰性气体,又有一些特殊,它可以与氢元素结合成化合物,主要是氨。

氨气较重,地球的引力可以将其束缚住,储存在大气层中,所以,早期的地球大气中,氨的含量是非常高的。太阳辐射照射到大气层中,会不断分解氨气,产生大量的氮气和氢气。

氢气的比重较小,地球引力无法将其束缚住,于是大量的氢气脱离大气层进入了太空中,保留下了氮气。随着时间的推移,地球大气层中的氮气含量也就不断提高,达到了后来的78%。

那么太阳系的其他行星大气中,氮气是否也占据着主要的比例?行星可分为气态行星和岩质行星,太阳系八大行星中,木星、土星、天王星和海王星都是气态行星,而在气态行星中,引力要远大于岩质行星,可以束缚住氢气和氮气。

所以,气态行星中,主要的成分是氢和氮,其中氢气的比例要大于氮气。除了四颗气态行星外,水星,金星,地球和火星属于岩质行星,其中水星由于距离太阳比较近,是没有大气层的,而火星的大气比较稀薄,主要成分是二氧化碳。

金星跟地球在质量,体积等结构上是非常接近的,科学家也称二者为姐妹行星,虽然金星跟地球非常相似,但是在大气组成上却有着很大的区别,根据探测发现,金星大气中,二氧化碳的占比高达95%以上,氮气反而较小。

那么金星大气中的氮气含量比地球少吗?虽然金星大气中,95%都是二氧化碳,但并不意味着氮气含量就比地球少。事实上,金星的大气层远比地球大气层要厚得多,表面的大气层是地球大气压的92倍,如此厚重的大气层导致金星大气的氮气含量也要大于地球大气的氮气含量。

金星大气中的氮气主要也是来源于太阳辐射对氨气的分解。通过对比,我们可以发现,四颗岩质行星中,除了水星没有大气层,其他三颗拥有大气层的行星中,只有地球大气的氮气含量占比排第一位,另外两颗行星大气,主要成分则是二氧化碳。

可能有朋友会问了:这是为什么呢?地球就如此特殊吗?站在生命的角度来看,地球的确是非常特殊的,地球大气的这种组成比例,或许也是生命星球特有的一种结构。

事实上,金星和火星大气中,二氧化碳占比达到第一也是可以理解的,我们都知道,岩质行星的内部都是流动的岩浆,表面的火山是比较多的,地质运动会引发火山喷发,大量的火山灰,二氧化碳会从火山口喷发出来,增加大气二氧化碳的含量。

金星大气中二氧化碳的含量之所以那么高,主要也是因为金星的火山特别多,而且还都处于活跃状态,大量持续的火山喷发释放出了大量的二氧化碳,让金星的温室效应越来越严重,一步步发展到现在的状况。

那么地球的火山喷发难道就少?事实上,地球的火山也是非常多的,在地球的46亿年历史上,也曾多次发生过大规模的火山喷发,只不过,地球在40亿年前非常幸运地出现了生命,尤其是蓝藻的出现,更是大量吸收大气中的二氧化碳,释放出更多的氧气,一步步改变了地球大气的成分比例。

如果没有植物的出现,地球大气也不会有氮气为主导,不会有21%的氧气存在,更多的也将是二氧化碳为主。太阳系四颗岩质行星中,地球成为了生命星球,大气的结构比例也与其他三颗不同,这种情况是个例还是宇宙中生命星球的普遍状态,目前我们还不知道。

正是因为看到了地球的特殊,所以,科学家在寻找生命星球的时候,主要的参考标准也是以地球为模板。如果我们在宇宙中发现某颗行星的大气跟地球的大气成分,比例非常相似,意味着这颗行星存在生命的可能性也会非常高。

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