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第34节
据天文学家推测,行星是由一些ju大的气ti和尘埃旋转形成的,而构成这些气尘云的各zhong元素,其比例一般等于它们在宇宙中通常占有的百分比。行星中约有百分之九十的原子是氢,还有百分之九是氦,剩下的则包括其他所有元素——主要是氖、氧、碳、氮、氩、硫、硅、镁、铁和铝。
地球的固态球ti本shen是各zhong岩石的混合wu,由通过化学力结合成jin密分子的镁、铁、铝的硅酸盐和硫化wu所组成。多余的铁则慢慢地沉到岩层下面,形成炽热的金属he心。
当地球的这些固ti成分聚拢在一起时,也会捕集到一些气态wu质,这些气ti会存在于固ti微粒之间,或者与固ti形成松散的化学结合。这些气ti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。它能与氧化合生成水(H2O),与氮化合生成氨(NH3),或与碳化合生成甲烷(CH4)。
随着构成地球的wu质的不断堆积,压力就会越来越大,火山pen发也会越来越猛烈,这些气ti就会被挤压chu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bu分(不是全bu)冷凝下来,就形成了海洋。
木星和土星等行星所ju有的也是这zhong大气,不过,由于它们的质量相当大,能够把氢、氦和氖保留下来。
但是,内行星的大气层已开始进入化学进化阶段了。来自离得很近的太yang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,内行星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ju有这zhong氮加二氧化碳的大气层、地球在几十亿年前开始chu现生命的时候,一定也是有这zhong大气层的。
而且,这zhong大气是稳定的。它一旦形成,总有一bu分当紫外线分解水蒸汽时生成的自由氧(其分子式为O2,由两个氧原子组成)积聚起来。紫外线还会进一步把这zhong氧变为臭氧(其分子式为O3,由三个氧原子组成)。臭氧会xi收紫外线,并把它截住,使它几乎不能穿过臭氧层进入上层大气层去分解下层的水分子,因此,大气层的化学进化即告终止——直到后来又chu现了新情况时为止。
在地球上,这zhong新情况已经chu现过了。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xi收,而氧气则被释放chu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zhong氮气加氧气的结构。