大气是由什么组成的呢?
我们居住的地球,是目前所知的惟一有生机、有生命的星球。在地球的 周围,包着一层空气,人们称之为大气。那么,大气是由什么组成的呢?
纯气体成分是指没有水汽和其他杂质的空气。它是各种气体的机械混合 物,主要成分是:
氮(N2)占 78。 09%,氧(O2)占 20。
95%,氩(Ar)占 0。93%,二氧 化碳(C02)占0。03%。除此之外,尚有极少量其他气体,如氖(Ne)占 0。0018%,氦(He)占 0。000524%,氪(Ke)占 0。0001%,氙(Xe)占 0。00008%,氢(H2)占 0。
00005%,臭氧(03)占 0。000007%,等等。 这里简要介绍一下几种主要成分。
氮(n2)是大气中浓度最大的气体,是地球上生命的基本成分。但是, 大气中的氮只有少量参加自然界中的氮循环。氮循环的主要表现是:通过微 生物,使氮成为有机化合物,而被固定在土壤和海洋中;又通过细菌作用, 使土壤和海洋中的硝酸和亚硝酸还原,再回到大气中去。
豆科植物可以通过 根瘤菌的作用,直接将大气中的氮改造成为植物体不可缺少的养料。有机物 的分解也是使氮回到大气中的途径。人为输送的作用,主要表现在工业用氮 作为硝酸的原料;而农业把氮肥投人到土壤中,对氮循环也有不可忽视的 影响。
在大气中氧(O2)是浓度仅次于氮(n2)的气体,是地球生命不可缺少 的气体。
动物和植物都吸人氧,并将它以二氧化碳(co2)形式呼出,返回 大气和海洋中;二氧化碳又通过光合作用,被海洋中的藻类和陆地上的植物 吸收,转化为有用的碳水化合物和副产品氧(O2)。根据科学家的估计,海 洋中的藻类通过光合作用释放的氧,要占生物用氧的90%。
氧在一定程度上 参与地球上所有生物的化学循环。尽管地球上自然植被在缩减,化石燃料被 不断燃烧,氧的供应减少而消耗增多,但是大气中氧的浓度几乎是稳定的, 就是因为海洋藻类释放的氧占有很大比重,起了稳定作用。农业的发展,也 使植物吸收二氧化碳和释放氧的能力有所增加。
二氧化碳(C02)在大气中含量虽然很少,却是大气的重要组成部分, 一方面,二氧化碳是植物进行光合作用的基本原料;另一方面,二氧化碳能 强烈地吸收和放射辐射波,避免地球一部分辐射能量返回宇宙空间,从而产 生温室效应。地球上二氧化碳的主要来源是含碳物质的燃烧,既包括植物燃 烧,也包括化石燃料(煤、石油、天然气)的燃烧。
动物呼吸和有机体的腐 烂,都会产生大量二氧化碳进人到大气中,而植物的光合作用、工业的发展 以及森林面积的不断减少等,都会引起大气中二氧化碳有规律的增加。到现 在,二氧化碳浓度已增加到340PPm,而且还在以每年IPPm的速度继续增 加,使地球温室效应增强,从而导致整个地球变暖,引起人们的广泛关注。
臭氧(O3)是由3个氧原子构成的,它能使闪电后或电气设备周围的空 气带有特殊的臭味儿。臭氧是一种有刺激性气味的淡蓝色有毒气体,甚至在 低浓度下也容易发生爆炸。地球大气中臭氧的含量虽然很少,但是它能吸收 太阳紫外线,使地面上的生命机体避免紫外线的严重损伤。
地球有一个薄薄 的臭氧层,在距离地表面约10〜50公里的范围内,这一层的臭氧含量相当 高。臭氧层的形成十分有趣,首先,是由于波长短于242毫微米的太阳紫外 线辐射,把正常的氧分子(O2)分解成两个氧原子(0),氧原子(O)与未 分解的氧分子(O2)合并,就产生了臭氧;臭氧(03)形成后,又会被波长 短于3000毫微米的太阳紫外辐射破坏。
当臭氧(O3)形成和被破坏的数量 达到化学平衡时,大气中的臭氧含量是稳定的,于是就形成臭氧层。如果臭 氧的破坏速度小于形成速度,臭氧层浓度就会加大;如果臭氧被破坏速度大于形成速度,臭氧层就会逐渐变稀薄,紫外线就会到达地面,损害和杀伤大 多数生物,后果不堪设想。
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