原始大气是无游离氧的还原性大气
原始大气是无游离氧的还原性大气,大多以化合物的形式存在,分子量大一些,运动也慢一些,而此时地球的质量和引力已足以吸住大气,所以原始大气的各种成分不易逃逸。以后,地球外表温度逐渐降低,水蒸汽凝结成雨,降落到地球表面低凹的地方,便成了河、湖和原始海洋。当时由于大气中无游离氧(O2),因而高空中也没有臭氧(O3)层来阻挡和吸收太阳辐射的紫外线,所以紫外线能直射到地球表面,成为合成有机物的能源。此外,天空放电、火山爆发所放出的热量,宇宙间的宇宙射线(来自宇宙空间的高能粒子流,其来源目前还不了解)以及陨星穿过大气层时所引起的冲击波(会产生摄氏几千度到几万度的高温)等,也都有助于有机物的合成。但其中天空放电可能是最重要的,因为这种能源所提供的能量较多,又在靠近海洋表面的地方释放,在那里作用于还原性大气所合成的有机物,很容易被冲淋到原始海洋之中。
大气的质量预估大概是多少?
就整个地球来说,愈靠近核心,组成物质的密度就愈大。大气圈是地球的一部分,若与地球的固体部分相比较,密度要比地球的固体部分小得多,全部大气圈的重量大约为数5×10的15次方,不到地球总重量的百分之一;以大气圈的高层和低层相比较,高层的密度比低层要小得多,而且越高越稀薄。假如把海平面上的空气密度作为1,那么在240公里的高空,大气密度只有它的一千万分之一;到了1600公里的高空就更稀薄了,只有它的一千万亿分之一。整个大气圈质量的90%都集中在高于海平面16公里以内的空间里。再往上去当升高到比海平面高出80公里的高度,大气圈质量的99.999%都集中在这个界限以下,而所剩无几的大气却占据了这个界限以上的极大的空间。
探测结果表明,地球大气圈的顶部并没有明显的分界线,而是逐渐过渡到星际空间的。高层大气稀薄的程度虽说比人造的真空还要“空”,但是在那里确实还有气体的微粒存在,比星际空间的物质密度要大得多,它们已不属于气体分子了,而是原子及原子再分裂而产生的粒子。以80-100公里的高度为界,在这个界限以下的大气,尽管有稠密稀薄的不同,但它们的成分大体是一致的,都是以氮和氧分子为主,这就是空气。而在这个界限以上,到1000公里上下,就变得以氧为主了;再往上到2400公里上下,就以氦为主;再往上,则主要是氢;在3000公里以上,便稀薄得和星际空间的物质密度差不多了。
自地球表面向上,大气层延伸得很高,可到几千公里的高空。根据人造卫星探测资料的推算,在2000-3000公里的高空,地球大气密度便达到每立方厘米一个微观粒子这一数值,和星际空间的密度非常相近,这样2000-3000公里的高空可以大致看作是地球大气的上界。