澳洲地球大气中氮含量达78％，是氧气的3.7倍，这么多氮气从何而来？

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如果说水是生命生存之源，那么空气就是生命之根。人和动物一样，都需要呼吸。而氧气来自于大气中的二氧化碳。如果缺少了气体就无法进行光合作用，植物也就不能生长；反之，如果缺少了水，植物也就死亡。如果没有水，生命肯定会死亡，但它可以苟延残喘一段时间，例如，没有水的摄入，可以停留3天或更长时间。

但是如果没有空气，人类就无法补充所缺少的氧气，而如果体内有氧气，一般人类只要屏住呼吸1-3分钟就可以生存下来。

目前，人们在水下憋水的时间最高纪录是24分37秒，但无论哪种情况，这种时间都同样非常短暂。在这种情况下，人体内的氧含量已经下降了70%,如果不及时吸进足够多的氧气，人很容易因窒息而死掉。这是因为：1.大脑失去控制，呼吸停止；2。人体每天都要消耗大量的氧气来维持正常的呼吸和循环，而这些氧气只有通过不断地呼吸才能被吸收到血液里去，如果没有足够多的氧气供给的话，人的脑细胞就会在几秒钟之内就会死亡，这就是所谓的脑死亡。

所以，空气是生命中最重要的组成部分，也是科学家寻找宜居星球时需要考虑的因素，当他们在宜居带内发现一颗行星时，就会研究它是否有大气。

而在观测太阳系内天体时，科学家也探测到它们是否有大气层，是否有空气等。

如果我们观察地球本身，我们就会发现生命最初所需的氧气量只占大气体积的21%，其中氮是最丰富的气体。

空气中的氮气；

1772年瑞典和苏格兰的两位科学家发现了氮的存在，1774年和1784年法国科学家拉瓦锡和英国科学家卡文迪什分别通过实验发现了空气的一般组成。

例如，拉瓦西拉瓦锡在密闭容器中定量加热少量汞12天，发现容器中的空气体积下降了约20%。

经过后来的一系列研究，拉瓦锡得出了这样的结论：空气中氧占1/5，氮气占4/5.拉瓦锡称其为窒息空气，氮气拉丁文意为\"不能维持生命\".

在这之后，随着越来越多科学家对其进行了深入的探索研究，同时我们还发现了空气中除氮气、氧气外还存在着其它组分，目前人们已经可以准确地测定出空气中到底有哪些组分。

实验和计算表明，空气中氧气含量为20.95%，氮气为78.09%，二氧化碳为0.034%，稀有气体含量略高于二氧化碳，约为0.932%，剩下的只有水蒸气和杂质，约为0.02%。

是氧气的3.7倍。

什么是氮气

氮气是一种无色无味的气体，俗称惰性气体，除了水和酒精外，几乎不溶于大多数液体，不易燃，无毒。

当氮气处于标准大气压下，温度下降到-19.58摄氏度时，氨气可以成为无色液态，当温度低到-209.86摄氏度时，它甚至可以凝结成固体。

然而，地球上的最低温度目前在-93.2摄氏度左右，位于南极，即使温度升高到-100摄氏度，这意味着如果没有科技帮助氮气变成液态，更不用说固体了，就很难获得氮了。

同时，氨气的分子结构在化学上非常稳定。氮分子由两个氮原子组成，它们形成三键，包括两个不稳定的π键和一个σ键。但是，分解三键需要大量的能量，而将氮分子分解成原子则需要941.69焦耳/摩尔的能量。

在化学反应中，氮分子首先受到攻击，这意味着参与反应的是π键，毕竟Pi键不是很稳定，但π键的能级比σ键低，需要大量的能量，π键很难打开，所以氮气很稳定，也很难参与化学反应。

再加上氮气中原子核外电子的数量与核内质子的数量相当，因此其结构相对稳定，电子不容易损失，自然也不容易获得电子。

这并不是说氮气根本不参与反应，它在高温高压与被称为氨氢气氢气发生反应，并与催化剂反应，在发生火花放电时，它还与氧气“生出”一氧化氮。

氮气本身与活性更强的金属发生反应，但条件是有温度，即加热。

氮气除了气体以外，在地下矿物中以硝酸盐的形式存在，同时也存在于各种复杂的有机分子（如蛋白质）中。

氮气在日常生活中也经常被使用，例如制造硝酸盐、氨等，氮气经过金属处理形成惰性材料，并被用于电灯泡中，以防止其产生电弧。

氮也可以和许多金属结合形成硬的氮化物，产生更多的研磨性金属材料。它也经常被用作液氮来防止食物被吃掉，并且在实验中被用作冷却剂。

为什么会有这么多氮气？

很多人会问，空气中为什么会有这么多的氮气？ 氮气是一种气体吗？如果不是的话，那么氮气究竟有什么作用呢？氮气在自然界中是一种看不见摸不着的东西。人们一直都认为它和水一样无色无味。 这实际上可以追溯到宇宙非常非常早期，在太阳系形成之前，当时的远古时期太阳系只是一个巨大的自转星云。

通过对现代科技的观察和研究，我们可以知道宇宙中大约有三种物质，即暗物质、暗能量和普通物质。

这些常见的物质其实是我们可以观察到并且都是由基本粒子形成的物质，科学家通过分析发现，宇宙中氢约占75%,氦约占25%,这是因为恒星本身燃烧氢会形成氦，所以它们作为占比最大的元素并不奇怪。

其余元素约1%，包括氧气、碳、氮等。 而氢则被认为是构成地球生命的唯一元素。但是，科学家们发现了另外一种可能：除了氧之外，其他所有的原子都可以成为氢！ 这样，与其说氮是宇宙中的一种元素，不如说它是氢化合生成的氨。

在原始星云里面，有很多的恒星和太阳一样，都是由各种不同性质的物质组成的，而这些不同性质的物质又会随着时间的推移不断地发生着变化，最终形成了各种各样的星云以及太阳等天体。 地球上的生命就是在这不断地演化和发展中孕育出来的，而我们所生活的环境则是由各种不同类型的气体构成，这些气体都是通过化学组成来进行分类的。 也是在天体演化的过程中，太阳系太阳系了大量的氮元素，因为氮本身很容易形成。

氮是在地球形成时进入氮气并随之增长的。科学家认为，早期地球上的氮气含量超过90%。正是几十亿年的进化改变了大气层的结构，使之适合于现在的生命生存和繁衍。

氢气和氦气显然是宇宙中最丰富的元素，但氢元素本身是一种非常活跃的元素，除稀有气体外，几乎所有元素都能与氢作为新化合物“合作”。

比如：地球上虽然氢的含量不多，但存在大量的氢化物。

氦也是一种惰性气体，但由于其质量较轻，氢气和氦气可以很容易地逃逸到太空中，而且由于最初的地球受到太阳高速太阳风的轰击，两种气体都在地球上减少了。

碳元素和氧元素在宇宙中含量也比较高，但是碳元素产生的二氧化碳和氧气自身都属于两种生物所需的气体。

自从生命诞生以来，地球上有两种消耗二氧化碳和氧气的机制，一种是动植物的光合作用和呼吸作用，可以将两者相互转化。

第二种是化学消耗的机制。氧气是一种在高温下高度反应的气体，能与多种元素化学反应。二氧化碳也容易与液态水发生反应，形成碳酸盐，在地质活动中长时间沉入地面。

正如我们在开始时所说的那样，氮气本身非常稳定，难以销毁，而且活性很低，因此难以与其他物质反应。

再加上它相对较大的质量，2828分子量，比氨气还要重，它几乎不会上升和逃离地球，所以不难发现原因。

除了来自早期恒星活动的氮元素，地球本身也产生氮气，氮可以通过火山爆发等地质活动从地下传播到地表，弥补逃离地球的少量氮气。

正是由于这些原因，氨从占地球原始气体的90%以上下降到约78%，仍然是地球上的主要气体，没有一种气体能够取代它。

太阳系中的其他行星

如果我们观察太阳系中的其他行星，似乎只有地球的大气层中含有一半以上的氮气。

这也是因为像木星、土星、天王星和海王星这样的气态巨行星质量都非常大，引力与质量直接相关，质量越大，引力越强，所以它们就能把氢气和氦气“俘虏”在手臂上，而不是像地球那样“柔软”。

再加上天体重力的影响，较重气体下沉，较轻气体上升，因此这些巨大的行星表面都漂浮着大量的氢气和氦气，能够积累较少的氨气。

氨气需要在阳光照射下，通过短波辐射分解成氧气和氮气，但是在氢气和氦气的掩护下，沉入巨行星的大气层底部，氨气自然无法分解成氧和氮，所以巨行星的氮气很少。

再观金星，它与太阳的距离比我们近，所以金星大气中虽然有95%是二氧化碳，看起来比地球低，但实际上金星中氮气的含量远远超过地球，总质量甚至超过地球氮气的3倍，也正是因为金星可以通过太阳光照将氨气分解为氮气。

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