大气的形成与演化

出处：按学科分类—自然科学总论 天津人民出版社《自然辩证法辞典》第30页（1039字）

指人类赖以生存的地球大气圈层及其成分比例形成的自然过程。

人类赖以生存的现代大气，其成分比例对人类十分恰当，既有丰富的自由氧供生物呼吸，又有一定数量的二氧化碳和水作为植物光合作用的原料，并且高空还有能强烈吸收紫外线的臭氧层，使地面生物得以避免其高能辐射的杀伤。这一地球生命生存与繁衍的优良大气环境，是亿万年地球演化的结果，也是地球生命本身进化的产物。

在混沌之初，构成地球原始星云的物质有固态和气态两种：固态物体在碰撞过程中，逐渐形成原始地球；而气态物质则弥漫在四周，形成第一代大气，其主要成分是氢、氦、氖等。但当时地球温度极高，地心引力又很小，致使这些气体分子得以陆续逃逸出地球，大约经过几千万年的时间，就消失得无影无踪了。

原始星云不断冷却，在表面渐渐形成一薄弱的地壳，但内部的地幔仍是炽热的熔岩，并不时突破地壳喷射出来，这就是火山爆发。地球内部由物质分解而产生的气体随之喷薄而出，日积月累形成了第二代大气——原始大气。

其主要成分是二氧化碳和氮、硫化氢和水汽，但缺乏氧气，所以是不适于生物生存。地球的近邻火星和金星大气都是以二氧化碳为主要成分的。

地球之所以没有停留在二氧化碳大气阶段，则归功于生命的出现。大约在34亿年以前地球开始出现原始生命，因为水对紫外线有阻隔作用，所以最初的生物生活在海洋里。随着生命的进化，绿色植物逐渐发展，光合作用日益旺盛，大量自由氧被释放出来，使大气成分开始发生根本性的变化。氧的出现为能量利用率高的有氧呼吸提供物质基础，为复杂的生命活动开辟了广阔的天地，反过来又加速了生命进化的过程。

到距今4亿2千万年前的志留纪，氧积累到现在含量的10%时，高空形成臭氧层，能阻挡紫外线对生物的杀伤，使生物得以迁居陆地，出现陆生植物与动物，终于演化成今日五光十色、生机勃勃、水陆皆有的生物界。这些生物种类繁多，性质迥异，但在进化上却有千丝万缕的联系，都建立在光合作用的基础上，与大气相依存，与大气的演化相关联。因为光合作用在大量释放氧的同时，大量固定二氧化碳，加上煤、石油、天然气的形成，以及大雨的冲刷，使大气中二氧化碳所剩无几，氧终于取代二氧化碳成为大气的主要成分。至此光合作用彻底改变了原始大气的性质，完成了第二代大气向第三代大气——现代大气——的转变。

原始大气孕育着生命，而生命的进化造就了现代大气，这就是大气以10亿年计的缓慢、曲折而艰难的自然辩证发展过程。