地球大气的氮气含量高达78%,是氧气的3.7倍,这些氮气是哪来的?

作者&投稿:歹单 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
如果有人问起,地球大气中的最主要的气体是什么?可能有不少人第一时间想到的答案是氧气,然而实际情况却是,地球大气中的最主要的气体是氮气。测量数据显示,地球大气的氮气含量高达78%,而氧气含量大约只有21%,相比之下,地球大气中的氮气含量大约是氧气的3.7倍。

太阳系形成于一片巨大的原始星云,这被称为“太阳星云”,在大约46亿年前,这片星云发生了引力坍缩,随着星云的体积不断缩小,其核心区域的物质越来越密集,温度和压力也随之不断攀升,当达到一定程度的时候,太阳就诞生了。

在此之后,星云中的残留物质继续围绕着太阳旋转,并逐渐形成了太阳系中的各种天体,而我们的地球就是其中之一。

如上图所示,在宇宙中的元素比例是很不均匀的,其中氢和氦占据了大约98%的质量,在其他的2%之中,氧、碳、氖、铁、氮、硅、镁、硫这8种元素又占据了绝大多数,而“太阳星云”中元素比例也基本与之等同,这就意味着,“太阳星云”的氮元素含量其实是比较高的,这也为地球拥有大量的氮气打下了物质基础。

在“太阳星云”中,氢元素所占的比例极高,而排名第二的氦元素又是已知元素中最不活泼的元素,于是“太阳星云”中的氮元素基本上都与氢元素结合成了化合物,其中主要是氨(NH3)。

由于氨气比较重(分子量大约为17),地球的引力足以将其束缚住,因此地球的原始大气中就含有大量的氨气,在接下来的时间里,太阳光中的短波辐射会不断地将氨气分解成氮气和氢气(反应方程式为:“2NH3 = 3H2 + N2”)。

由于氢气的分子量大约为2,地球引力无法对其进行有效的束缚,因此这些氢气会很快从地球大气层顶逃逸,而氮气的分子量大约为28,比氨气还重,因此它们就会留在地球的大气层中,随着这个过程的持续,地球大气中就拥有了大量的氮气,因为氮气是一种惰性气体,所以这些氮气就长久地留存了下来。

太阳系中的木星、土星、天王星和海王星都是巨行星,它们的引力能够束缚住氢气和氦气,正如前文所言,“太阳星云”中绝大多数元素都是氢和氦,因此这四颗巨行星的大气层都是以氢气和氦气为主,相对而言,它们吸积到的氨气所占的比例是极少的。

由于重力分异的原因(即重的物质下沉,轻的物质上浮),氨气会向这些巨行星的大气层底部下沉,在这种情况下,氨气就无法被太阳光中的短波辐射分解了。

除了地球之外,太阳系中还有三颗岩石行星,其中水星太小,距离太阳又非常近,因此它是没有大气层的,而火星也不大,大气层本来就很稀薄,因此它的大气层中的氮气不多也是可以理解的,剩下的就只有金星了。

金星大气中的氮气含量约为3.5%,相比之下,地球大气的氮气含量却高达78%,看上去似乎地球大气中的氮气比金星还要多,但事实却并非如此。

要知道金星的大气层比地球浓密得多,以至于其表面大气压是地球的大约92倍,只不过金星大气层中有超过95%的气体都是二氧化碳,这才让其大气中的氮气含量看上去很低。

实际上,金星大气中的氮气总质量是地球的3倍多,其实这不难理解,毕竟金星的形成位置离太阳更近一点,因此可以吸积到更多的氮气来源——氨气。

值得一提的是,地球上存在着两种消耗二氧化碳的机制,一种是地球大气中的二氧化碳可以与液态水反应生成碳酸,而碳酸又可以与其他元素(如钙、镁)反应生成碳酸盐,接下来,这些碳酸盐会不断沉淀下来,并在漫长的时间里随着地球的地质运动进入地球内部。

另一种机制就是地球上的植物和藻类的光合作用,它们能够利用太阳光的能量,将二氧化碳转化成氧气和有机物(地球大气中的氧气也是因此而来),在这两种机制的作用下,地球上的二氧化碳就不会像金星那样在大气中堆积。

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地球大气的氮气含量高达78%,是氧气的3.7倍,这些氮气是哪来的?
答:如果有人问起,地球大气中的最主要的气体是什么?可能有不少人第一时间想到的答案是氧气,然而实际情况却是,地球大气中的最主要的气体是氮气。测量数据显示,地球大气的氮气含量高达78%,而氧气含量大约只有21%,相比之下,地球大气中的氮气含量大约是氧气的3.7倍。太阳系形成于一片巨大的原始星云,这...

地球大气的氮气占比78%,氧气仅有21%,氮气是氧气的3.7倍
答:氨气较重,地球的引力可以将其束缚住,储存在大气层中,所以,早期的地球大气中,氨的含量是非常高的。太阳辐射照射到大气层中,会不断分解氨气,产生大量的氮气和氢气。氢气的比重较小,地球引力无法将其束缚住,于是大量的氢气脱离大气层进入了太空中,保留下了氮气。随着时间的推移,地球大气层中的氮...

氮气在空气中的含量是多少
答:氮气在空气中的含量是78%。氮气介绍:是氮元素形成的一种单质,化学式N₂。常温常压下是一种无色无味的气体,只有在高温高压及催化剂条件下才能和氢气反应生成氨气,在放电的情况下能和氧气化合生成一氧化氮;即使Ca、Mg、Sr和Ba等活泼金属也只有在加热的情形下才能与其反应。氮气的这种高度化学...

为什么大气中的氮气含量占“绝对优势”?
答:现在地球大气中,氮气占整个大气容积的78.09%,氧气占20.95%,其他所有的气体加起来仅占0.96%。这种大气组成成分给地球上的生物创造了一个很理想的环境。为什么地球大气中的氮气和氧气特别多呢?据科学家研究,地球现在的以氮、氧为主的大气层是再生的。在宇宙中,氢、氦、碳、氮、氧占了大部分,...

氮气是惰性气体不参加大多数是化学反应又在空气中含量高达78%左右...
答:A、氮气约占空气体积的78%,氧气约占空气体积的21%,故A错;B、稀有气体化学性质不活泼,在一般情况下不能与其他物质发生化学反应,但并不是说不能反应,故B错误;C、物质与氧发生的化学反应叫氧化反应,氧化反应不一定是物质与氧气发生的反应,故C正确;D、物质不需要通过化学变化就表现出来的性质叫...

没有磁场的土卫六却有浓厚的大气层,是哪些原因造成的?
答:土卫六是土星最大的卫星,也是太阳系第二大卫星,同时也是太阳系中唯一拥有大气层的卫星,而且大气层中氮气含量高达98%,地球大气层中氮气含量占78%,而且土卫六上有少量的氧气和二氧化碳,可以说和地球的大气层有一定的相似性,又由于土卫六上面有甲烷、乙烷、氨水等行成的海洋,大气中有云层和降雨...

地球常识
答:地球生物圈大气层的厚度约为2500米,其中含氮78%,氧21%,氢1%,还有水蒸气、二氧化碳和其他气体。 2.关于地球的小知识 地球是距太阳的第三颗行星,离太阳的距离大约是150000000公里.地球用365.256天绕行太阳一周,并用23.9345小时自转一圈.它的直径是12756公里,只比金星大了一百多公里.我们地球的大气里78%是氮气,...

为什么地球上的动物没进化成氮气呼吸?
答:首先,大气层中的氮气含量确实高达 78%-80%,且动物在呼吸时,除了必要的氧气以外,也会将氮气一并吸入体内,只不过氮气不参与动物身体的机能反应,不能给动物带来必要的“能量”。比如氧气会与动物体内的血红蛋白发生反应,混合形成氧合血红蛋白,并通过肺泡膜吸引更多的氧气,维持动物各类细胞的基础机能...

空气中含量最多的元素是( )
答:以后,由于植物的光合作用持续地进行,空气里的二氧化碳在植物发生光合作用的过程中被吸收了大部分,并使空气里的氧气越来越多,终于形成了以氮气和氧气为主的现代空气。氮在自然界中,主要以单质分子氮气的形式存在。它在大气中的含量高达78%,是空气的主要成份;也是大气中含量最多的元素。它在大气中...

土卫六星球上遍布甲烷湖泊,如果被点燃了会怎么样?
答:土卫六是土星的最大卫星,但是这个卫星十分奇葩,太阳系中有200颗左右的卫星,它是唯一一颗拥有大气层的卫星,而且其大气层的浓度比地球还高,表面大气压是地球的1.5倍,更奇特的是,它也是太阳系中和地球一样拥有大量氮气的星球,其氮气含量高达98%以上,我们地球上大气中氮气的含量大约是78%,此外...