掐指一算,又1个多月没更新了,实在是近期忙于各种科学活动,无力写原创文
不过,作为一个每天不看点好玩的知识就睡不着觉的科学死宅,T学姐觉得这个世界上实在有太多有趣的东西想和大家一起分享于是就有了这个【科学问答】专栏 。
坐镇这个专栏的是大名鼎鼎的科幻作家:艾萨克·阿西莫夫。

众所周知的机器人学三大定律就是他的杰作

不过很多人或许不知道,阿西莫夫其实还是一名高产的科普作家
在这个专栏中,我们会陆续推出他关于现代科学中的100个问题的有趣回答

这些问题包括:宇宙中到底有多少粒子?海洋里真的有金子吗?时间是一种幻觉,还是真实存在的东西?
水能够压缩吗?
......
好了,闲话少说,赶紧开始我们今天的问题吧~
@T姐有话说:空气是我们人类赖以生存的物质,不过它实在是太常见了,以至于我们很少去探寻地球上的空气到底是从哪里来的。今天,阿西莫夫先生将告诉我们,地球上的空气由什么构成的,这些气体从何而来如何演变,以及金星、火星、木星等其他的行星上的大气层与地球有什么区别~
供我们呼吸的空气从哪里来?
【科学问答】第一弹
据天文学家推测,行星是由一些巨大的气体和尘埃旋转形成的。

这些气尘云中的各种元素比例,和它们在宇宙中的占比相近行星中约有百分之九十的原子是氢,还有百分之九是氦。剩下的则主要是氖、氧、碳、氮、氩、硫、硅、镁、铁和铝。

地球是一个固态球体,是各种岩石的混合物,由含镁、铁、铝的硅酸盐和硫化物所组成。这些元素中铁会慢慢沉到岩层下面形成炽热的金属核心。

当地球的这些固体成分聚拢在一起时,也会捕捉到一些气态物质,这些气体会存在于固体微粒之间或者与固体形成松散的化学结合。这些气体中有氮、氖、氩的原子,它们不与其他元素化合。

此外还有氢原子

氢或自己成对地结合成氢分子H₂,或与其他原子化合生成水H₂O,氨NH₃,甲烷CH4随着构成地球的物质不断堆积。压力越来越大,火山喷发也会越来越猛烈,这些气体就会被挤压出来。

氢、氦和氖的分子由于太轻,地球留不住,就迅速地逃逸掉了。剩下来的就组成了大气,它们是水蒸汽、氨、甲烷,再加上一点儿氖。

水蒸汽的大部分冷凝下来,就形成了海洋。

木星和土星等行星也有这种大气,不过由于它们的质量相当大,所以能够把氢、氦和氖保留下来,并开始进入化学进化阶段。太阳的紫外线把水蒸汽的分子破坏成氢和氧的分子。

氢逃逸掉了,而氧却留了下来。它们越聚越多,并且与氨和甲烷发生化合。
氧与氨化合时生成氮和水。

氧与甲烷化合时生成二氧化碳和水

渐渐地大气层的成分就从氨加甲烷变成了氮加二氧化碳

今天火星和金星仍然具有这种氮加二氧化碳的大气层


地球在几十亿年前开始出现生命的时候一定也是有这种大气层的
而且这种大气是稳定的。它一旦形成,紫外线会不断分解水蒸汽生成自由氧O2。自由氧积聚起来,在紫外线的作用下变为臭氧O₃。臭氧会吸收紫外线,并把它截住使它几乎不能穿过臭氧层。因此大气层的化学进化即告终止,直到后来又出现了新情况。在地球上这种新情况已经出现过。
在偶然的情况下,有一些生命萌发了它们能利用可见光来分解水分子。臭氧层并不阻挡可见光的通过。
因此,上述过程(即光合作用)会无限地进行下去。

在光合作用下二氧化碳被吸收,而氧气则被释放出来,这大概是五亿年前开始的。从那时候起,大气层就被转变为今天这种氮气加氧气的结构。
这就是我们赖以生存的空气的由来。
好了,今天的问题就回答完毕啦,不知道大家有没有觉得通俗易懂呢?
另外以下是阿西莫夫的100个问题,在评论区留下序号,我们会提前回答哦!!!





