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為什麼可以完美地適應生命?

地球被一層厚厚的混合氣體包裹,這被我們稱為大氣層,關於大氣層對生命的重要性我們都是很清楚的,比如說大氣層能夠讓我們自由地呼吸、也可以給地球保暖,還可以避免地球表面頻繁地受到來自外太空的小天體撞擊(絕大多數撞向地球的小天體都會在與大氣層的相互作用中燒蝕殆盡)等等,總而言之,如果沒有大氣層,地球上就很可能就沒有生命存在。

為什麼可以完美地適應生命?

雖然在太陽系中有不少天體都擁有大氣層,但是地球的大氣層卻可以說是獨一無二的,因為它能夠完美的適應生命,相信大家一定會感到有些好奇,為什麼地球會擁有太陽系中獨一無二的大氣層呢?今天我們就來講一下。

地球的大氣層是怎麼來?

我們的太陽系形成於一片巨大的星雲(這片星雲的跨度估計有好幾光年)的坍塌,在坍塌過程中,星雲中的物質在萬有引力的作用下不斷地吸積,它們中的絕大的部分(99。86%)都集中在太陽上,而其餘的物質則圍繞著太陽執行,這些“邊角料”像滾雪球一樣不斷變大,漸漸地形成了原始行星盤,並最終形成了太陽系的八大行星,以及其它的各種天體,其中當然也包括地球。

為什麼可以完美地適應生命?

初生的地球與現在完全不一樣,它其實是一顆熾熱的熔融星球(其熱量主要來自於密集的天體撞擊),在那個時候,地球的原始大氣就已經形成,其主要成分是氫和氦,不過因為原始地球的質量較小,沒有足夠的引力去“抓”住這些氣體,再加上太陽風的強烈作用,所以這些原始大氣大部分都逃逸了。

在接下來的時間裡,混亂的太陽系逐漸變得有序起來,由於不再有密集天體的撞擊,地球開始冷卻,其表面逐漸轉變成固體,但其內部的高溫卻依然持續,這就造成了地球上出現了異常頻繁的火山運動。

為什麼可以完美地適應生命?

這些火山在噴發時會形成大量的揮發氣體如二氧化碳、甲烷、氮氣等等,而由於這些氣體都比較重,因此它們就很容易被地球的引力束縛,並逐漸形成了新的大氣層。可以看到,這時的大氣層與現在地球的大氣層很不相同,那麼它又是怎麼演化成現在的樣子呢?我們接著聊。

地球的大氣層為什麼可以完美地適應生命?

我們都知道,地球位於太陽系中的宜居帶中,它與太陽的距離既不遠也不近,因此在地球的表面,水能夠能液態的形式廣泛存在,而正是因為這些液態水,地球大氣層中的二氧化碳就可以重新轉化到地球的岩石圈中去。

簡單地講就是,二氧化碳可溶於水並形成碳酸,碳酸又能與地球表面的鈣、鎂等物質發生反應並生成碳酸鹽,這些二氧化碳中的一部分會被重新釋放出來,而另一部分則會隨著地質運動進入岩石圈,隨著這個過程的持續,大氣層中二氧化碳就會大量地以碳酸鹽的形式被進入地球內部。

為什麼可以完美地適應生命?

另一方面,地球上的原始生命也對大氣層進行了大幅度的改造,在大約34億年前,地球上就演化出了能夠進行光合作用的藍細菌,它們在地球的海洋中大量地繁殖,並利用太陽光的能量不斷地將二氧化碳和水合成自己的生命物質,然後將它們的生命活動產生的“廢料”——氧氣排放到大氣層中。

為什麼可以完美地適應生命?

在上述兩種機制的共同作用下,地球大氣層的中的二氧化碳和甲烷就變得越來越少(注:甲烷會被氧氣氧化,並生成二氧化碳和水),於是大氣層中就留下了大量的氮氣和氧氣,這也就是現在地球大氣層中的主要成分,在此以後,地球上出現了能夠進行有氧呼吸的生物,並逐漸演化出多姿多彩的生命。

為什麼可以完美地適應生命?

總而言之,地球的大氣層之所以可以完美地適應生命,除了地球特殊的位置(相對與太陽)以外,地球上的原始生命(例如藍細菌)也是一個必不可少的因素,在它們的努力之下,地球才擁有了太陽系中獨一無二的大氣層,並最終成為了一顆充滿生機的行星。

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