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地球大氣層的歷史

102/05/17 11857

王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

地球在形成過程中，歷經暴力滄桑。一開始是許多塵粒相互吸引、撞擊、結合，這個過程一再重複，原始地球逐漸形成。而在一顆火星大小的行星撞擊地球後，月亮也形成了。

原始地球受到那麼大的撞擊，會變成什麼樣子？我們難以想像。科學家猜測原始地球當時大概全都熔解了，地球籠罩在一團矽酸鹽蒸氣中。在那種情況下，原始地球的大氣層必然會全都消散，那麼現在的大氣層是哪裡來的？

有兩位科學家剛剛發表了一篇論文，指出原始地球的大氣層也許不那麼脆弱——也就是從來沒有完全消散過。

一個直徑一公里的小行星撞擊地球，也許會將一部分大氣撞得消散——撞擊地點飛濺出的碎屑，以及噴濺出的高熱氣體，將原來地面上的部分大氣層撞飛、吹散。

但是像火星那麼大的天體撞地球，使大氣飛散的機制，就不同了。沒錯，受撞地點的大氣會被高速的高熱氣體流噴散。但是相對於地球半徑而言，大氣層的厚度相當薄，撞擊地點的大災難對於其他較遠地方大氣層的影響並不大。

然而，行星尺寸的天體撞擊地面後，會造成強烈的震波，在地函中散布，而地球是個固體，有利於震波的散布。當撞擊能量穿透地球，再傳給大氣的分子時，會使得大氣向上飛散。要是地球受到的撞擊夠強，地函散播的震波的確可能使撞擊地點另一端的大氣獲得足夠能量而脫離地球。

過去科學家算過，地球要是受到行星規模天體的撞擊，在地球另一端正對撞擊點的大氣層，所獲得的速度可能達到每秒八公里，這個速度足以使所有大氣都散逸掉。但根據科學家剛剛發表的最新計算，那個速度只有六公里，可是表面看來很小的差異，卻有很大的「表面」後果——當時地球的大氣層因此而散失的，不到30％。

所以討論地球大氣層的歷史，還是要回到原點：原始地球大氣的來源與組成。

資料來源

《科學發展》2003年8月，368期，72頁

小行星(19) 科發月刊(5210)

地球大氣層的歷史

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