地球的早期大气层
- 随着仪器分析的改进,关于地球大气发展的理论也随着时间的推移而发展
- 早期地球的表面是熔融在数百万年的时间里,地球周围没有大气层
- 最终冷却开始起作用,熔化的物质慢慢融化巩固形成陆地块
- 火山在陆地上形成,并通过剧烈的喷发从地球内部释放出气体
- 地球的引力阻止了气体逃逸到外层空间,它们形成了大气层
- 对地壳中矿物质的分析使科学家能够推断出数百万年前帮助形成这些矿物质的气体
- 据认为,地球历史上那个时刻的大气与地球的大气相似金星或火星今天主要由一氧化碳组成2
- 在火山活动激烈的时期,大量的二氧化碳而且水蒸气被释放了,还有氮,氢,氨,甲烷和其他气体。
- 因此,早期大气主要含有CO2还有水蒸气
- 那里几乎没有氧气
火山从地球内部喷出水、二氧化碳和其他气体
- 当地球表面仍然很热的时候,大量的水蒸气仍然留在大气中气体状态
- 当条件充分冷却,稍后产生水蒸汽浓缩落到地球表面,形成了海洋
- 二氧化碳是水溶性气体(碳酸饮料中使用的气体),很容易溶解
- 当水蒸气浓缩大量CO2溶解在海洋里
- 碳酸盐物质沉淀在这一过程中,后来形成了沉积物
考试技巧
对于这个话题,你应该能够描述大气和海洋是如何形成的。
二氧化碳是如何减少的
- 二氧化碳是水溶性气体(碳酸饮料中使用的气体),很容易溶解
- 地球早期大气中的水蒸气浓缩大量CO2溶解在海洋里
- 碳酸盐是沉淀在这一过程中,海床上形成了沉积物
- 随着海洋生物的进化,海洋生物开始出现碳酸盐形成贝壳而且骨架
- 绿色植物而且藻类开始进化并吸收了相当数量的二氧化碳光合作用
光合作用逐渐从大气中除去大量的二氧化碳
- 当这些生物死亡时,它们的遗骸将大气中的碳锁在岩石中
- 这就是早期大气中大量二氧化碳减少的原因
考试技巧
呼出的空气中含有大约4%的二氧化碳和16%的氧气,这就是为什么口对口人工呼吸可以挽救呼吸停止的人。
氧气是如何增加的
- 原始植物和藻类开始了光合作用它们消耗了大气中的二氧化碳并释放出来氧气:
在光合作用中产生葡萄糖和氧气的二氧化碳和水
- 经过长时间的这些过程,O2大气中CO含量增加2减少
- 藻类大约在27亿年前开始进化,在接下来的10亿年间,小型绿色植物开始出现
- 随着越来越多的植物开始出现,氧气水平开始增加这使得更复杂的生命形式得以进化
- 这种趋势一直持续到大约2亿年前,大气的组成达到了与今天相似的特征:大约20%的氧气,80%的氮气还有少量的其他气体
- 人们认为,大气中90%的氧气都是由海藻产生的
调查空气中氧气的百分比
- 空气中氧气的百分比可以通过让已知数量的空气流过金属来测量
- 空气中的氧气会与金属反应,形成金属氧化物
- 氧气将从空气中除去,并且可以测量除去氧气后的空气体积
- 可用于研究这一问题的仪器示例如下所示:
方法:
- 用本生灯加热铜片
- 推动含有空气的注射器的柱塞,迫使空气进入另一个柱塞,直到所有的空气都被转移
- 将空气从现在充满的柱塞推回到另一个柱塞
- 重复几次,每次大约3分钟
- 当铜与空气中的氧气反应时,铜会变成黑色,产生氧化铜
- 让仪器冷却
- 确保所有气体都在一个注射器中,并记录气体的体积
- 空气中氧气的百分比可以从结果中计算出来
工作的例子
在上述实验中,起始空气体积为50.0 cm3.最终空气体积为39.5 cm3.
计算空气中氧气的百分比。
步骤1-计算50.0 cm内氧气的体积3.的空气
空气中氧气的体积=起始体积-最终体积
= 50.0 - 39.5 = 10.5 cm3.
步骤2-计算空气中氧气的百分比
空气中氧气的百分比=
=
= 21.0%
氧气测试
- 氧气的测试包括放置一个发光的夹板在一个气体试管里
- 如果气体是氧气,夹板就会再点火
图示氧气测试
考试技巧
有时夹板不会重燃,但它会发出非常明亮的光,这也是一个积极的结果。然而,在考试中,最好说明它点亮了发光的夹板。