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空气--地球上生命存在的源泉(一) |
发布时间:2012-07-10 |
地球,太阳系中独一无二的生命之星。 虽然不甘寂寞的人类从来就没有放弃过对外星生物的寻觅,但迄 今为止,在我们所知的范围内只有地球是生机勃勃的。地球之所以能 成为宇宙的宠儿,不仅仅是因为它有着最合适的质量、密度和与太阳最 恰当的距离,生命的存在还仰仗了我们身边的空气。 看着我们头頂的蓝天白云,不知你想过没有,地球上的大气从来就 是这样的吗?人类的出现经过了漫长的进化,我们身边的大气是否也 经过了神秘的进化过程,才使它变成了现在这个样予呢? 大气进化史 大约在50亿年前,大气伴随着地球的诞生就神秘地“出世”了。原 始大气和我们现在的大气层相比简夷是面目全非。当我们的地球还只 是由星际物质凝集成疏松的一团,也就是星云开始凝聚时,地球的周围 就已经包围了大量的气体了,一部分枓学家认为,那时候地球的上空漂 浮着大量的氢和氦,约占大气成分的90乂,还有一些水汽、甲烷和一些 惰性气体,当时地球上是没冇氧和二氧化碳的。这种情况冇点像今天 木星的大气层。 不过,因为地球还处于婴儿期,其地核内部的铁核心尚未形成,地 球还没有产牛磁场来抓住它的大气层,强劲的太阳风就趁机把哚始大 气“吹”跑了。原始大气在地球上仅存在了几千万年就消失了。 过了几千万年、地球的表面开始发生翻天覆地的变化,其景象就像 是传说屮的地狱。由于地球表囬刚形成的阀体地壳非常薄弱,而此时 地球内部的卨温促使火山频繁活动,所以地球上到处是地震、熔岩喷 发,岩浆横流,火山爆发时所形成的气体黑压压地笼罩在地球的上空, 形成了第二代太气,也叫次牛大气。由于这时地球的磁场已经形成,所 以次生大气没有被地球巨大的离心力所抛弃,仙是和地球的固体物质之问互相吸引依存。正是由于次生大气的形成和保存才给生命的出现 带来^机会. 地球上的生命最初是在怎样的环境下形成的,人类从来没有停止 过对这个问题的追问。1953年,一个23岁的美国人用一个并不复杂 的实验震惊了整个科学界。斯坦利,朱勒是美国芝加哥大学的研究 生,19 53年的一夭,他在实验室内模拟原始地球的自然坏境。他先将 水注入左下方的烧瓶内,并将玻璃仅器中的空气抽去。然后打开左方 的活塞,泵入甲烷、氨气、氢气的混合气体,模拟还原性大气。接着他又 将烧瓶内的水煮沸,使水蒸气与混合气体同在密闭的玻璃管道内不断 循环,并在另一个大烧瓶中,经受火花放电,模拟原始地球上的闪电。 一周后^奇迹出现了,在仪器底部经过冷却的溶液内,发现了如种有机 物,其中有11种氨基酸,他们就是组成生命不可缺少的蛋白质原料。 这个实猃揭晓了生命的诞生之谜,原始的大气层经过闪电的放电之后, 生成的有机物被雨水沖淋到原始海洋中,在那里生命才被最终制邊出 来。当时的科学界称这一发现是继原于弹爆炸之后,最令人震撼的科 学发现。 大约30亿年前,地球处于一个无氧环境中,由氧气经光化学作用 1能产生的臭氧就更不存在了。在这种无氧条件下出现的原始生命, 由于既需要躲避陆地I:太阳紫外线的强烈杀伤,又需要可见光进行光 合作用,所以他们最初只能存在于海平面以下10米左右的深水处。 然而,生命并没有甘于只是默默地在大海中躲藏。乂经历了大概 10亿年的演化,生命升始自已动孑改造地球。有种不显眼的椬物叫做 蓝藻,它利用太阳光和大气中的二氧化碳加工成碳水化合物供3己食 用,并壮出氧气,这就是光合作用。蓝藻的这种光合作用,使得大气中 的氧气慢慢地多起来,高空中臭氣的浓度也明显增加,最终形成丫臭氧 层,它吸收了大虽的紫外线,植物才勇敢地从海里“爬”上了陆地,并大 量繁殖,有一段时期,地球上特别的温暖和湿润,植物得以尽情地生长。 地球最终变成了生命的伊甸园。 |