地球和大气的形成

大气的演化始于40 - 50亿年前地球的形成，但有充分的证据表明，现在的大气与地球的原始大气并不是通过连续的演化线直接相关的。

当地球从恒星星云中形成时，它的岩石核心通过引力吸引星云气体获得了大气层。这是地球的第一层大气层。然而，被困住的氢和氦很可能已经逃逸到太空中年轻的太阳所以这些轻质的原始星云气体在今天的大气中是找不到的。然而，重的，化学惰性的原始气体，如氖和氩可以被发现。由于这些气体很重，它们不会流失到太空中，而且它们的惰性也会阻止它们通过化学反应从大气中消失。因此，它们在当代大气中的存在将标志着从原始星云到当今大气的直接下降。

然而，同位素分析表明，今天大气中的氖和氩主要是核衰变的结果，而不是早期大气的残余物。似乎在地球形成后不久的某个阶段，地球失去了它的原始星云气体大气，并获得了一个二次空气现在的大气就是从那里演变而来的。

年轻的地球是一个暴力的地方，放射性衰变，沉重的流星轰击，摩擦力和引力，所有这些共同作用，使地球上的岩石质量升温。大部分岩石都是熔化的。在这种条件下，气体从行星炽热的岩石核心释放出来。这些气体主要是氮、二氧化碳和水，它们要么在固体地球形成时就被物理地困在里面，要么是由岩石和矿物的热分解释放出来的。这些气体形成了地球的次级大气，这是地球向现代大气进化的起点。

在这个最早的地质历史时期，大气中的二氧化碳可能再次反应形成碳酸盐岩水最终凝结形成了海洋。这留下了一个主要由氮组成的大气。当阳光将空气中的水和二氧化碳分子分解(光解)时，微量的游离氧将能够在大气中形成。然而，光解不能产生特别高浓度的氧气;存在一个限制，因为光分解产生的氧气吸收光的频率与二氧化碳和水的光分解相同。随着氧气浓度的增加，它会阻挡进一步增加氧气浓度所需的光线。没有光合作用(也就是说，没有生产氧气的生物过程)，大气中氧气的数量就会受到自然限制。确切的浓度取决于二氧化碳和水的浓度，以及阳光强度，但不会超过目前的十亿分之一大气水平氧气在生命出现之前就已经存在了。

生物形成前游离氧浓度的限制对生命的进化至关重要，因此对大气的进化也至关重要。如果大气具有明显的氧化性(含有大量的游离氧)，生命的化学前兆就不可能在行星表面积累。复杂而脆弱的生命分子，在停滞中慢慢形成并开始组织成原始生命系统池塘和湖泊如果生命形成前的大气氧化性太强，那么它就会迅速氧化，从而被破坏。

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