人类赖以生存的大气一直如此吗？原来未必，大气的“前世今生”

入夏以来，江南华南雨势猛烈，东北华北雷雨登场，这些天气现象都是大气运动的结果。正是有了大气，才有常见的风、云、雷、电、雨、雾、雪、冰雹等千变万化的天气现象和过程。但大气并不是一直都是今天这个样子的，现代大气是地球生命的形成和进化过程中逐渐形成的，其发展延续了45亿年。这里老郭就带您了解一下关于大气的“前世今生”。

1、第一代大气

第一代大气是由宇宙空间中原始的氢气云团演变而来的，在这个云团中，氢原子由于质量小，很容易在碰撞中获得更高的速度，超过逃逸速度，所以多数氢原子由于所受的引力很小而逃逸了，余下的大部分物质是先前恒星爆炸中混进原始氢云里的物质，其中固态物质在引力的作用下，通过碰撞合并逐渐进化为原始地球，而气态物质如氢、氦、氖等就组成了第一代大气。

2、第二代大气

随着原始地球不断降温冷却，逐渐形成了薄弱的固体地壳，而其内部仍是高温熔岩。熔岩中的物质在高温的作用下，不断分解生成大量气体。这些气体和细小颗粒借助火山爆发而喷射到大气中，构成了第二代大气，其主要成分是氮、二氧化碳、甲烷、氨和水蒸气。

由于，第二代大气中没有氧气和臭氧，太阳发出的紫外线的绝大部分都可以直射地面。水分子在紫外线的作用下，被分解成氢和氧，从此地球大气才有了对生命的存在与进化极为重要的氧分子。这种分解过程极为迟缓，所以，起初大气中氧含量十分微少，但却活跃地参与了地球生命起源的前期演化。

地质学家研究表明，在3亿至2亿年以前，植物生命的原始形态已发展到开始通过光合反应释放极少量的氧，并认为早期的生命形式是在液态水的水面以下一定深度中发展的，即可以避开致命的太阳紫外线，又能接受光合作用所需要的可见光辐射。

3、现代大气

随着水中的原始生命逐渐蓬勃发展，通过光合作用释放的氧气含量开始逐渐增加，运动到高层大气中的氧在紫外线的作用下形成了臭氧，就导致了高层大气中臭氧层的形成，并逐渐发展到能够吸收大部分太阳紫外线辐射。

随着臭氧层逐渐变厚，能够拦截的紫外线越来越多，到达地面的紫外线逐渐减少，促使植物的生存环境向水面扩展，光合作用也由于吸收更多的可见光而大大加强，结果产生了更多的氧。在以后的生命进化过程中，绿色植物通过光合作用，在把水和二氧化碳转化为有机物的同时，大量地产生氧气，成为地球大气中氧的主要来源，从而形成现代大气。

现代大气是以氮、氧、氩为主的多重成分混合气体，分子数密度随高度衰减，在标准状况下，近地表的干燥空气，每升重1.293克。大气总质量约5.3×10^18千克，约占地球总质量的百万分之一。大气总质量的99.9%集中在48公里以下。

4、现代大气的垂直分层

覆盖地球的大气圈，作为地球的一层气体屏障，从地面一直延伸到上千公里的高空，在靠近海面的地方十分稠密，越往高越稀薄，在海拔6到7公里的地方，空气的密度就减少了一半；在500公里的高度，大气已经十分稀薄。大气圈，连同水圈、岩石圈和生物圈是人类赖以生存的主要环境。

大气不仅随地球自转而转动，而且相对于地壳，又有复杂的运动。由于太阳光的照射和地球表面性质等自然条件的不同以及人类活动的不同影响，大气的成分、物理性质和运动状态都存在着地区性的差异，才形成了现在这种特定的大气组成、层次结构和物理属性。

4.1、对流层

紧贴地面的一层叫对流层。对流层大约11公里，这一层的空气最稠密，总重量占全部大气重量的75%以上。在这一层里，离地面越高空气温度越低，每升高一公里，温度差产多下降6.5℃，低处的热空气上升；高的冷空气下降，就形成了对流，所以这层空气叫对流层。

对流层中的空气中不仅有氮、氧、氩，同时还有二氧化碳、水蒸气、灰尘颗粒等，由于空气对流就形成了风，因而会形成云、雾、雨、雪。刮风下雨是对流层经常发生的现象。

4.2、平流层

对流层以上是平流层。，流层的顶部离地面大约80公里。在平流层里，高层和低层的大气温度几乎没有变化，差不多都是摄氏零下五十六度，因而空气没有上下方向的对流，所以叫平流层。由于平流层里的水蒸气非常少，没有云雨等现象，所以适宜飞机飞行。

4.3、电离层

从平流层往上，直到800至1000公里的高处，是电离层。这里的空气受到宇宙射线和阳光紫外线的强烈照射，分子被电离成带电荷的离子，所以叫电离层。电离层可以反射无线电波，给无线电通讯带来好处。电波沿地面只能传播100公里远，通过电离层反射回来，可以传送2000公里外。

电离层还会产生一种美丽的自然现象，就是极光。极光是太阳射来的电子流跟电离层中稀薄的气体分子猛烈冲击引起的发光现象。电子流受地球磁场的影响，总是偏向地球南北两极，所以极光都发生在两极地带。

4.4、扩展层

在电离层以上是扩展层，因为这里离地球很远，地球的引力非常小，空气分子就经常逃离散到星际空间去，所以叫扩展层。扩展层并没有明显的边缘，几乎延伸到了3000公里以外，从这里逐渐过渡到宇宙空间。

结束语

正如前文所说，今天的大气并不是它原来的样子，它是经历了几十亿年的演化才变成了今天这个样子。大气不仅为生命创造了适宜生存的良好环境，还像一件地球战衣一样，阻挡陨石和宇宙射线、紫外线的袭击，保护生命的安全。

随着人类生产生活方式的变化，大气还在继续发生着变化，就如大家都知道的：二氧化碳排放增加导致地球变暖、臭氧层变薄等。但人类必须保护地球，把这种变化控制在人类的生存条件的范围之内，你们懂的——我们只有一个地球。