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第一部分02（第3页）

美国明尼苏达州33亿年；

南非德兰土瓦中部32±O．7亿年；

美国蒙大拿州31亿年；

斯威士兰30．7±O．6亿年或34．4±3亿年。

随着地质年代测定数据的增多，可能还会发现岁数更多的大陆地壳。

科学家从南非的前寒武纪岩石中，还发现了32亿年前的细菌化石，被命名为“伊索拉姆原始细菌”。这是目前知道的最古老的生物遗迹，可以说它是地球上最早的生命了。

地质年代

自从陆上出现了生物以来，古代生物的遗体——化石，就成了我们认识地球的最好标志。科学家们根据化石以及岩石中的放射性元素来计算，把地球历史演变划分为五个年代，即太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。共十余个纪。

太古代、元古代为地球为发展的初级阶段，距今最远，经历时间也最长，当时的生物仅处于发生和孕育阶段。古生代鱼类、植物、动物都从低级向高级发展。中生代地壳活动强烈，发生了一次强大的地壳运动——燕山运动。新生代距我们最近，大约有八千万年，地球上相继繁荣，出现了人类，到处生气勃勃，百花争艳。

大气是从哪里来的

我们的地球之所以生机勃勃，是因为它有其他行星所没有的得天独厚的三大宝：适量的阳光、充足的水源和丰富的大气。

地球大气是从哪里来的呢?天文学家常常用天体的起源来解释地球大气的起源。

根据太阳系起源的流行理论——康德一拉普拉斯学说认为：大约在50亿年前，太阳系是一团体积庞大、温度极高、中心密度大、外缘密度小的气态尘埃云。整个尘埃云先是缓缓转动，后来温度渐渐冷却，尘埃收缩，而使转动加快，中心部分收缩成太阳，周围物质收缩成九大行星及其卫星。最初收缩凝聚的地球团块是很疏松的，气体不光在地球表面，大部分被禁锢在疏松的地球团内。这时的地球像一块吸足了水分的海绵团，蕴含着大量的气体。

后来，由于地心引力作用，疏松的地球收缩变小。气体受到收缩，被挤出来。大多气体分散到地球表面，形成薄薄的一层大气。地球收缩到一定程度后，收缩速度减慢，强烈收缩时产生的热量渐渐失散，地球逐渐冷却，地壳开始凝固。地球凝固后，地球内部受反射性元素的作用不断升温，使地壳一些地方发生断层、位置移动和火山爆发。地壳和岩石中的水和气体也随之释放出来，这些被释放出的气体中，一部分像氢和氦等轻分子跑到了宇宙空间，而氧和氮等重分子大部分被地球吸力抓住，充实了地球大气。

地球不断失去氢和氧，然而太阳风和地球本身的活动，如火山爆发等，又不断地补充地球大气失去的气体。所以，从古至今，地球大气总是那么丰富。

大气圈

在地壳外面的广阔空间，是地球的“大气圈”。人们常称它是地球的外衣。谁都知道，作为地球环境要素之一的大气，是各种生命不可须臾缺少的东西。但你可曾知道，如今的大气，早已不是原来的大气了，而是至少经过两次“更新”之后的第三代大气。’

现在笼罩着地球的大气，其厚度在3000公里左右，通常称之为大气层或大气圈。它的总质量并不大，仅相当于地壳总质量的0．05％。大气圈在结构上，自下而上依次可分为对流层、平流层、中间层、热层和外层。

对流层从海平面到18公里高空，占大气总量的80％。对流层里气象万千，冷热空气上下对流，兴云造雨，下雪降霜，电闪雷鸣都在这里发生。

平流层从对流层顶到50一55公里的高空。此处空气稀薄，水汽和尘埃含量极少，很少有天气现象，气流平稳，是高速喷气机最理想的飞行区域，平流层中含有大量臭氧，因此又得名“臭氧层”。它能吸收太阳辐射中90％的紫外线，像地球的贴身“防弹衣”一样，使地面生命免遭紫外线伤害。

中间层从平流层顶到80～85公里的高空。它负责吸收太阳的远紫外线和x射线，使大气中的氧和氮分子离解成原子和离子。该层的温度随高度增加而降低。

热层从中间层顶到500公里处的高空。这一层的温度很高，气温昼夜变化很大。

外层500公里以外高空，是地球大气层向星际空间过渡的区域，它有两条辐射带和一个磁层。磁层在5～7万公里的高处，它是地球大气的最外层，它像一道挡风的钢铁长城，保护地球生物，免受太阳风的致命打击。

在50—1000公里处有一个电离层，分为D、E、Fl、F2四层，里边的气体基本都是电离的。地球上的短波无线通讯都靠电离层的反射。80～500公里区域，电离密度较小，美丽的北极光就出现在这层。

从成分上说，大气是一种混合物，其组成相当简单。它由不同成分的、具有不同的性质和功能的物质以适当比例相配备，’为有机世界的生存和发展，提供了有利的条件。现代靠近海平面的干洁空气的组成是：

可是，地球的早期大气却完全不是这样的。

地球脱胎于星云，而星云的主要成分是氢和氦。可想而知，地球的第一代大气是以氢和氦为主的。不过，地球在形成之初，由于其体积还很小，没有足够的重力把这些气体挽留在自己周围。因此，最初的地球无法拥有大量的气体。有如现在的月球或小行星那样。后来，随着地球不断吸引和兼并它周围的固体颗粒，体积和质量不断增大，地球的引力也不断增大，并可以把原始的气体吸引在自己周围，便形成了以氢、氦为主的第一代大气。由于这些大气分子很轻，在阳光照射下异常活跃，很容易逃逸出地球。

随着地球的进一步增长，以及地球内部温度的升高，在地球内部圈层分化的同时，从地球的内部不断有气体产生出来，这就是地球的第二代大气。其主要成份可能是水（H：O）、二氧化碳（COz）、一氧化碳（CO）、甲烷（3），此时还没有动植物呼吸所必需的游离氧。第二代大气产生于火山喷发或从地球物质中渗出，人们根据当今火山喷发产生的气体和某些陨石上所发现的气体成分证实了这一点。

至于第二代大气是怎样演化成现代大气的，这个过程比较复杂，但在演化过程中起关键作用的是绿色植物。因为绿色植物通过光合作用能够吸收二氧化碳，释放出游离氧，从而把还原大气变成氧化大气，使第二代大气的成分发生重要变化。

在距今30亿年以前，地球上出现了原始的低等植物——蓝绿藻。这是地球大气由还原大气变成氧化大气的关键性的事件。在距今6亿年以前，绿色植物在海洋中得到大量繁殖与发展，并占据优势。在距今4亿年以前，绿色植物开始在陆地上出现。这样，使得在大气中的游离氧不断增多。同时，还原大气的氧化过程被加速。在氧化过程中，一氧化碳逐渐转变成二氧化碳；甲烷逐渐成为二氧化碳和水；氨逐渐转变成水汽和氮。很明显，这时的大气还不是氧化大气，而是以二氧化碳逐渐占据优势的大气。只是由于绿色植物光合作用的持续作用，大气中的二氧化碳才得以日益减少，而游离氧日益增多。有人估计，当大气中游离氧达到现代大气氧的1％的时候，就可能出现有效的臭氧层。它对太阳紫外线起屏障作用，可保护地球上生命免遭紫外线伤害。游离氧是生物发展的产物，反过来它又促进生物界的发展。

大气中氮气的增多，除了与游离氧有关外，还取决于生物的发展。生物在其生存期间，需吸收环境中含氮化合物，在体内合成蛋白质等复杂的有机物。当动物及其排泄物腐烂时，蛋白质一部分转变为氨和铵盐，另一部分直接转变为氮；氨在游离氧的作用下又释放出氮。由于氮的化学性质不活泼，在常温下不与其它元素结合，所以它在大气中会越积越多，终于成为大气的主要成分。

总之，在绿色植物的光合作用下，由于二氧化碳不断减少和氧、氮不断积累，终于使得地球的第二代大气演化成了现代的第三代大气。

地球生命的保护伞

在地球大气由原始大气演化为还原大气时，由于太阳辐射，产生了光致离解效应。将水分子分解为氢和氧，分解出的氢逃逸出大气层，比氢重的氧留了下来。性能活泼的氧除了与其他元素化合外，还有一部分形成了臭氧（O3）。臭氧（O3）是氧（O2）分子的一种同位素，它主要分布在地球大气的平流层里，在海拔25公里附近密度最大。因此，科学家又把海拔25公里附近的大气层叫做臭氧层。据估计，在海拔lO～50公里范围内，臭氧占整个地球所拥有的臭氧总量的97％以上。但是，与地球大气相比，还不到地球大气总量的1％。