地球的大气层是如何演变的？过去的地球真的和金星一样吗？( 二 )

当这些固体在碰撞后熔融时，吸附在上面的气体就会挥发成为最初的大气层，地球形成后或者说太阳系趋于稳定后，地球的第一个大气层就是这些挥发性物质制造的。

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早期地球，图源：SwRI/SimoneMarchi
那么这会是一个什么样的大气层呢？
首先， “岩浆海洋”所释放的气体和现在火山喷发出来的气体是不一样的。
我们现在的火山喷发会喷发出二氧化碳和二氧化硫等气体，这其实是因为吸附在岩石上的这些气体在地球内部高温下被重新释放了出来，并随着火山喷发进入大气层。
但是早期的地球材料吸附的挥发性物质并不是这些，而是从太阳星云那里吸附过来的气体，所以那时候排的气体主要还是氢，氦、甲烷和氨等。

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图注：氧化铁样品
由于氦气是惰性气体且很容易逃逸，所以基本不需要考虑它，当我们考虑剩下的这些气体时，就必须确定地球的含氧情况，因为这些物质都会和氧反应。
这一点，科学家是通过现在地幔样本来确定的，其中的关键便是看有多少氧与铁元素化学键合。
通过现有的样本， 2020年的时候，科学家模拟了早期地球的大气层[1] ，它很可能是一个含有97%二氧化碳和3%氮气的大气层，这可能就是地球冷却后第一个相对稳定的大气层了。
【地球的大气层是如何演变的？过去的地球真的和金星一样吗？】但是让人意外的是，第一个大气层的大气压大约是今天的70倍。

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图注：地球和金星
说到这里不知道你想到了什么？
其实， CO2与N2的这个比例与现在金星上的大气层是非常相似的，加上这样超高的大气压，早期的地球很可能和现在的金星很像。
如果你要继续问为什么地球变成现在这样，而金星保留了最初的模样，那么唯一能找到的答案就是金星离太阳太近了，而地球远了一点，所以它在之后的日子里发生了改变。

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生物的出现和改造大气层
我们前面提到的第一个大气层，两个主要物质是CO2与N2 ，其实在地球冷却之前水蒸气的比重会很大，甚至可能比CO2与N2还高。
但是，由于地球距离太阳足够远，当它冷却下来后，水蒸气开始可以在地球上以水的形式存在，并形成了早期的海洋，这点就是关键所在。
因为海洋会吸收二氧化碳，地球的生命可能就是在这个过程中诞生的。

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图注：地球生命诞生示意图
而金星由于距离太阳太近了，加上二氧化碳创造的温室效应，金星的每一个角落，无论白天黑夜都在400摄氏度以上，水永远只能以蒸汽的形式存在。
我们前面所说的地球失去和收集大气的时候，其实很多方面都没有考虑，比如太阳风和光化学反应等过程。
我们知道，如果没有磁场的存在，太阳风会毫不留情地剥离行星的大气层，在行星质量相同的情况下，分子量越大则越不容易被剥离，而水（H2O）是分子量最小氧化物，而且金星还几乎没有磁场，所以现在它上面的水分子已经所剩无几。