大气层为什么越薄越大（讲述大气层之含义与演化过程）

我们都知道地球存在生命的三大内部条件，一个是适宜的温度，一个是液态水，还有一个是适合生物生存的大气条件。说到大气，大家应该都很熟悉，就是地球周围包着的一层厚厚的空气。而大气的所在地就是我们今天所要说的大气层。

那么大气层究竟是什么、它是怎么形成的、它的界限在哪里、一共有几层大气、各是什么呢？别急，且听我一一道来。

一、大气层的含义及范围

大气层又称大气圈，是一个气象学专业术语，它的官方解释是：因重力关系而围绕着地球的一层混合气体，是地球最外部的气体圈层，包围着海洋和陆地。

大气层是没有确切的界限的，在离地表2000~16000公里的高空仍有稀薄的气体，而在地下，土壤和某些岩石中也会含有少量的气体，它们也可认为是大气层的一个组成部分。地球大气的主要成分为氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04%比例的微量气体，这些混合气体被称为空气。

二、大气层的形成演化

大气并非一成不变，现在的大气是由原始大气经历一系列复杂变化才形成的。大气层的演化一般来说分为三个阶段：原始大气、次生大气和现在大气。

1.原始大气（出现于46亿年前的地球形成时期）

原始大气的形成与星系的形成密切有关。宇宙中存在着许多原星系，它们最初都是一团巨大的气体，主要成分是氢。之后原星系内的气体团集成许多中心，在万有引力作用下，气体分别向这些中心收缩。原地球是太阳系中原行星之一，它是原太阳系中心体中运动的气体和宇宙尘借引力吸积而成。它在绕着太阳运动的同时，一边吸附着轨道上的微尘和气体，一边在引力作用下收缩。当地球表面逐渐冷凝为固态时，周围就包围着一层大气，这就是原始大气，其主要成分是氢和氦,几乎找不到氮、氧和二氧化碳。

但是原始大气存在的时间不太久，仅数千万年。因为太阳形成早期，以惊人的速率喷发巨量太阳物质，形成所谓太阳风，把地球原始大气的一部分从地球上撕开，刮向茫茫太空。同时因为地球能量的转换导致的温度升高、地球刚形成时的引力较小等原因，导致当时地球大气中较轻气体逃逸。

2.次生大气（出现于45亿年前到20亿年前）

地球生成以后由于地壳尚不稳定，火山活动频繁。在地球形成时被吸积并锢禁于地球内部的气体，通过造山运动和火山活动将排出地表，这种现象称为“排气”。地球形成初期遍及全球的排气过程，形成了地球的次生大气圈。其主要成分是二氧化碳、甲烷、氮、硫化氢和氨等一些分子量比较重的气体。这时的次生大气成分和火山排出的气体相近。

次生大气中没有氧。这是因为地壳调整刚开始，地表金属铁尚多，氧很易和金属铁化合而不能在大气中留存。次生大气形成时，水汽大量排入大气，当时地表温度较高，大气不稳定对流的发展很盛，强烈的对流使水汽上升凝结，风雨闪电频繁，地表出现了江河湖海等水体。这对此后出现生命并进而形成现在的大气有很大意义。

3.现在大气

随着太阳辐射向地球表面的纵深发展，地球上的次生大气中生成了氧（在绿色植物尚未出现于地球上以前，高空尚无臭氧层存在，太阳远紫外辐射能穿透上层大气到达低空，把水汽分解为氢、氧两种元素。当一部分氢逸出大气后，多余的氧就留存在大气中），氧的出现为生命的孕育提供了极为有利的“温床”，于是生命在地球上诞生，不断演变进化，氧的增加在高空形成了臭氧层（这是氧分子与其受紫外辐射光解出的氧原子相结合而成的），植物的光合作用使地球上的氧气和二氧化碳大大增加就形成了现在的大气层。这时，地面附近的大气就获得了现在的成分:氮约占78%，氧约占21% ,氩约1%,共它微量气体的总和不到1%。

氧虽是一种活泼的元素，但是氮是一种惰性气体，所以在常温下它们不易化合。这就是为什么氮能积集成大气中含量最多的成分，且能与次多成分氧相互并存于大气中的原因。至于现在大气中含量占第三位的氩，则是地壳中放射性钾衰变的副产品。

由于篇幅问题，大气层的五大分层和作用将在下篇进行讲解！