18、大氣
地球上空的大氣在天空中自由運動。它們能夠擺脫地球引力束縛逃逸到星際空間去嗎？回答是肯定的，又是否定的。說是肯定的，因為確有極其微量的高層大氣分子能掙脫地球強大的引力而逃走；說是否定的，因為絕大多數的大氣分子是逃不出地球的。相反，從星際空間撞入地球並在大氣層中燒毀的流星體反而比逃走的大氣還要多些。
“逃逸速度”
通過計算知道，如果向上拋的速度達到每秒11.2公裏時，雖然物體在上升過程中地球的引力會使這個物體的速度逐漸減小，但由於這種引力也同時在不斷變小，以致它永遠不可能使這個物體的上升速度變到零。那麼這個物體將擺脫地球的吸引力而永遠告別地球而去。這個每秒11.2公裏的速度就是地球上的“逃逸速度”。
會漏氣的大氣層
地球上的氣體分子和原子永遠處於不停的運動之中。它們運動的速度各不相同，甚至相差很大。比如氧分子在高溫狀態下的平均運動速度是每秒0.5公裏；氫分子的質量是氧分子的十六分之一，所以氫分子的平均運動速度是氧分子的4倍。但是這種速度隻是分子的平均速度。實際上有半數分子的運動速度比這大，有的大一倍，有的大兩倍，有的運動速度就超過了每秒11.2公裏，當然這隻占極小的一部分。
在低層大氣中，由於分子密度極大，它們在運動中經常會相互發生碰撞，運動速度就會慢下來。所以，即使原是一些速度快的分子實際也是不可能逃出地球的。
但在高層大氣中情況就不同了。強烈的太陽輻射會把分子中的很大一部分激發極高的能量態和很大的速度，同時，高層大氣極其稀薄，分子之間碰撞的機會也少得很。所以在高層大氣中的高速運動的氣體分子逃離地球的機會就很大。它們一旦向上飛去，就會進入密度越來越小的區域，碰撞機會也會越來越少，最終便告別地球。
大氣的形成與成分
人類生活在大氣底層，可以說沒有大氣就沒有生命、沒有人類。現在地球大氣中，氮氣占整個大氣容積的78.09％，氧氣占20.95％，其他所有的氣體加起來僅占0.96％。這種大氣組成成分給地球上的生物創造了一個很理想的環境。為什麼地球大氣中的氮氣和氧氣特別多呢？據科學家研究，地球現在以氮、氧為主的大氣層是再生的。在宇宙中，氫、氦、碳、氮、氧占了大部分，其中尤以氫占絕對優勢。地球形成初期，由於它與太陽的距離比較適中，因此有一個不冷不熱的溫度環境和不大不小的引力條件。在這樣的環境下，碳與氫化合生成甲烷；氮與氫化合生成氨；氧與氫化合生成水；氦與多餘的氫會逃出地球引力的束縛散逸到宇宙空間；水則成為浩瀚的海洋。剩下甲烷和氨這類比較重的氣體被地球引力拉住而構成原始大氣的主要成分。
大氣成分間的平衡
在我們地球上，因為地球離太陽距離適度，引力大小適中，從而形成了二氧化碳在岩石與大氣之間均衡交換的循環機製。於是，在太陽光照射下，加上由適度的二氧化碳的溫室效應使得地球有一個特別理想的溫度環境，絕大部分地區都在0~100℃之間，這樣，無數的液態水彙成了浩瀚的海洋，覆蓋了地球三分之二的麵積。它不但沒有被蒸發為水汽，而且還在海洋中產生了生命。
生命所引起的反應進一步破壞氮的化合物，把氮分子從地殼中重新釋放出來，於是地球大氣中就保住了大量的氮氣。
同樣，由於有了海洋，二氧化碳就被溶解於接近中性的水中而變為碳酸溶液。之後中和了岩石中鈣等陽離子，使碳酸鈣沉澱。地球上有那麼多的石灰岩，就是由二氧化碳與地殼中的硝酸鈣中和沉積而來的。如果將貯存於地殼中的二氧化碳全部變成大氣，那麼地球就會變成第二顆金星。現在我們地球大氣中的二氧化碳是很微量的，因此地球才沒有成為一顆高溫的窒息萬物的荒蕪星球。
此外，海洋中出現的生命利用光合作用，把水分解為氫和氧，氫與二氧化碳化合構成了組成細胞的複雜分子，而氧則被釋放進入大氣。這樣，經過幾十億年的漫長歲月，由於有了海洋，有了生命，地球大氣才又從氮和二氧化碳轉變到氮和氧。
19、地球的保護傘臭氧層
地球從誕生到現在，已有46億年的地質年齡。它曆經多次地殼運動，滄桑變換，代謝更新，逐漸孕育產生出有機生命。然而，地球上生命的出現和發展，與地球大氣臭氧層的“保護傘”作用，有著密切的關係。
臭氧
臭氧比氧氣隻多一個氧原子，可兩者秉性相差頗大。臭氧是一種無色具有特殊臭味的氣體。通常在空氣中含量極少極少。低空臭氧來源於雷電作用，鬆林樹脂化也能形成微量臭氧，雨後森林中空氣新鮮，就是臭氧增多的緣故。少量臭氧對人體有好處，能起到殺菌、消毒、淨化空氣的作用。而大量臭氧集中在大氣平流層中間，離地表25~35公裏處，那裏的臭氧含量高達10％左右，形成一個圍著地球的臭氧層。雖然臭氧含量過高，對人體也會造成殺傷，不過由於大量臭氧遠離地表，對人體、生物是不會造成危害的。相反，由於臭氧層吸收了幾乎90％以上的紫外線，而起到極好的保護屏障作用，使地球上一切生命免遭大量強烈紫外線照射所帶來的惡果。
紫外線
紫外線是陽光電磁波譜的不可見的部分。陽光用玻璃棱鏡折射後可分成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫色，它們都能用肉眼看到，所以在電磁波譜上稱“可見光”，而紫外線則是看不見的，隻能用儀器觀察和分析。它會殺傷白血球，危害人和動物的機體。它隨高度增加其輻射強度也增強，所以經常居住在西藏高原上的人，臉部常受紫外線照射，呈紅黑色。醫學上用紫外線對病人進行理療殺菌，但對非病部位和操作者必須采取防護措施，防止殺傷人體細胞。
保護臭氧
當人們提到地球上為何能誕生生命時，都會想到在其他星球上很難找到水、氧氣和適合的溫度——這些賴以生存的條件。這時你可不要忘掉臭氧的特殊功能和對人類的貢獻。如今由於工業、航空、汽車排放大量的一氧化碳和一氧化氮，逸散於上空，使得臭氧層遭到破壞和臭氧含量的減少。這已經引起人們關注，目前，許多科學家都發出呼籲，要求采取措施保護臭氧層。因為保護臭氧層，就是保護整個生態平衡，這是人類千秋萬代生存的一件大事。
20、南極比北極多冰奇觀
南極洲為什麼有這麼多冰蓋，且比北極多這麼多？
南極大冰庫
地球最南端，有一塊常年被冰雪覆蓋的陸地，連同附近的島嶼在內，總麵積達1350萬平方公裏，這就是地球上的“冰庫”——南極洲。白茫茫的冰原覆蓋著南極洲麵積的93％以上，冰層平均厚約1700米，最厚的地方達4200米。南極大陸內冰的總儲量約有2400萬立方公裏。巨厚的冰蓋使南極洲的平均海拔高度達到2400米，成為世界上最高的大陸。據科學家分析，南極洲有可能不是一整塊陸地，而是巨大的冰蓋把下麵的一些小島嶼蓋住了。地球上70％的淡水集中在這裏，假如這些冰全部融化，將使地球海平麵升高60米。南極海域中的冰山達22萬個之多，比北冰洋冰山多14倍。
南北極冰庫儲水差異比較
當然，南極洲地處地球南端，幾乎所有的部分都位於南極圈之內，氣候極度寒冷。這裏的降水以冰雹為主。大陸的年平均降水量約55毫米。由於氣溫極低，蒸發極其微弱，冰需逐年積累，終於形成了巨厚的冰原。可是大家一定要問，北極也幾乎都在極圈之中，氣溫同樣極度寒冷，為什麼沒有這麼多的冰呢？這可從南北兩半球的海陸分布中找到答案。
北半球陸地麵積占北半球總麵積的39％，且北冰洋周圍幾乎為陸地所包圍。我們很容易知道，假如隻是寒冷而缺少水分，那麼是不可能發生降雪而隻能出現幹冷的氣候環境。北冰洋周圍的環境正是如此，因為加拿大、北歐和蘇聯西伯利亞大片幹冷的陸地，不會給北冰洋供應更多的水汽，所以北極降雪極少。
南半球陸地麵積占南半球總麵積的19％，南極洲周圍被廣闊的海洋包圍著，這些海洋的年平均溫度均在攝氏零度以上。南緯40~60°之間的廣大海洋平均蒸發量在340~840毫米之間，在大氣環流的作用下，大量被蒸發的水汽不斷輸送到南極洲上空。所以，南極洲的降雪要比北冰洋多得多。