地球科学科普作品系列之一,本文将带您走进我们呼吸的空气,探索大气中三种重要成分——氧气、氮气和臭氧,以及它们在地球生态系统中的角色。
一、大气层概述
地球的大气层是由多种不同的物质组成的复杂体系,它覆盖了整个行星,厚度可达1000公里。从地面到外太空,大致可以划分为五个主要部分:地表大气、中流域大気、高空大氣(或称高纬度圈)、极限区域和外逸空间。这些不同层次之间通过温度、压力和化学物质浓度等物理参数形成了明显的界限。
二、氧气——生命之源
在地球上,约21%的人类呼吸用的是一种无色无味且易燃的化合物——二氧化碳。然而,在这个过程中,我们实际上消耗的是另一种同样不可或缺的元素——氢。这两个元素结合生成水,这是生命活动不可或缺的一部分。但更为关键的是,大量纯净形式的氢原子以O2(即二氧化碳)的形式存在于我们呼吸的大 气中。大约78%的人类呼吸用的就是这份“新鲜空调”。虽然这看似微不足道,但对于维持生物体内各种细胞活动至关重要。
三、氮氣—無聲英雄
尽管人們對於O2有著深刻理解,但另一種占据地球大氣84%容積比重但幾乎不被注意到的氣體則是N2(氮氣)。它與O2一樣稀薄,不具任何顏色也不發出任何光芒,但卻在我們每一次呼吸時扮演著默默支持者的角色。在農業方面,N2是一種肥料,這些肥料通過將含有硝酸鹽(NO3-) 的植物轉換為穩定型態,如硝酸盐,而這些最終會轉化為土壤中的無機態-N,使其能夠長期儲存並維持土壤營養值。此外,由於其低活性,它也是一種很好的避免火災擴散媒介,因為它不能支持燃燒反應。
四、臭氧—保護伞
在对抗紫外线辐射这一角落,一种特殊类型的大気污染产品正处于前线作战,即臭氧(O3)。虽然通常认为臭 ozone 是一种有害污染物,因为它会导致健康问题并破坏植被,但在地球表面的较高位置,这种情况却截然相反。在接近60公里高度时,有一个广阔而稳定的O3层,被称为“斯特拉托斯费尔”,这是我们的保护伞,对抗来自太阳紫外线辐射对人类和其他生物造成伤害。这种防护作用使得一些昆虫能够飞越海洋,并使得人类能够生活在地球上的许多地区,而不是仅限于赤道附近温暖湿润的地方。
总结
本篇文章通过探讨三种不同化学成分——二氧化碳、二甲基醚、二乙烯及其与环境关系如何影响我们日常生活,从而展现了科普作品如何让人们认识到自然界中隐藏着怎样的奥秘与美妙。本系列将继续深入探究更多关于地球科学的问题,为读者提供全新的视角去观察世界,同时增强对自然法则背后的理解力。