主題1：孕育生命的搖籃
單元貳：生命生存的環境
一、
大氣層的演變與功能
1、大氣成分的演變
（1）約46億年前地球剛形成之際，大氣中主要的氣體為：氫氣、氦氣、甲烷及氨等氣體。
（2）因地球萬有引力不強，導致無法將較輕的氣體留在地球上，使得氫氣與氦氣散逸到太空中。
（3）原始地球上火山活動劇烈，地球內部的氣體隨著火山的噴發而出現於大氣層中，這些氣體主要有：水氣、二氧化碳和氮氣等。
（4）隨著地球漸漸冷卻，水氣凝結成水而降落地表，形成原始海洋。而部分的二氧化碳溶解於海洋中，和海洋中的鈣質結合形成石灰岩。
（5）行光合作用的生物出現後，使用二氧化碳作為光合作用的原料，並釋放出氧氣，因此使得氧氣的含量增加，二氧化碳的量則減少。
（6）大氣的成分不斷地演變，直至今日，大氣中的主要氣體為：氮氣、氧氣、水氣、二氧化碳及其他氣體等。
2、現在大氣層的組成與功能
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氣體 |
比例 |
重要性 |
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氮氣 |
78% |
氮為組成蛋白質的元素 |
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氧氣 |
21% |
提供生物呼吸、幫助燃燒 |
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氬氣 |
1% |
穩定的氣體、用於有色燈管 |
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水氣 |
0%-4% |
影響天氣變化 |
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二氧化碳 |
少量 |
植物行光合作用的原料 與溫室效應有關 |
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臭氧 |
少量 |
吸收紫外線 |
3、大氣的重要性
(一)大氣中的二氧化碳、甲烷等溫室氣體，能夠將部分由地表反射的光線再次反射回到地球上，藉此來維持地球的溫度。
(二)太空中的物質，受到地球萬有引力的吸引而墜落至地球上，這些物質在墜落的過程中，因高速摩擦大氣層而產生高溫通常會使太空物質燃燒殆盡，而不至於讓這些物質撞擊到地球表面，使地球上的生物獲得保護。
(三)大氣中的氧氣是生物呼吸所需要的氣體，二氧化碳則是行光合作用的原料，臭氧則具有吸收有害紫外線的功能，水氣造成的天氣變化讓水可以循環利用，而氮氣可以轉變成生物體內重要的組成構造。大氣中的氣體對於生物的生存有著重要的影響。
二、水的形成過程與水循環
1.水的形成過程
約40億年前，因原始地球慢慢地冷卻，使得大氣中的水氣凝結而形成降雨，雨水流經地表形成河川、湖泊，而後匯聚而形成海洋。
雨水屬於淡水，於地表上形成河川、湖泊、冰川，有些流至地下而形成地下水，這些淡水資源是陸地生物生存所需要的水的來源，相當重要。
而地表的淡水在流經岩石時，會將岩石中的礦物質溶解出來，這些礦物質隨著河川流入大海中，經過長時間的累積，形成現今海洋的面貌。海洋中最主要的礦物質鹽類為氯化鈉，是造成海水鹹味的主因，其次則為氯化鎂，使海水嚐起來帶有些苦味。
現今地球海洋面積佔全球總面積的70％，主要有太平洋、大西洋、印度洋與北極海，其中以太平洋的面積最大。
2.水循環的過程
透過太陽所提供的能量，使得水能夠於海洋、大氣及陸地間不斷的以液態、氣態及固態轉換循環的過程，稱為水循環。水循環的過程主要包括：蒸發、凝結及降水三個過程，以下將作詳細介紹：
圖片來源：國立編譯館
（1）蒸發：海水、淡水及生物體內的水分藉由太陽的蒸發，使得液態的水轉變為水蒸氣，而進入大氣之中。
（2）凝結：水蒸氣在不斷上升到大氣的過程時，因高空溫度不斷的降低，使得水蒸氣結成水滴或冰晶，而形成天空中的雲。（所以我們平日所觀察到的雲，是由液態的水滴及固態的冰晶所組成的，而不是氣態的水蒸氣喔！）
（3）降水：當雲朵中水滴或冰晶的數量累積越來越多時，受到地球重力的影響，雲朵中的水就會以雨、雪或冰雹的型式降落到地表或海洋中。而降落於地表的水就會儲存於河川、湖泊、地下水等水體中，是陸地生物賴以維生的重要淡水資源。而後陸地、海洋及生物體中水再透過太陽的蒸發，又進入下一次的水循環過程。
三、陸地與土壤的形成過程與功能
地球陸地占地表面積的30％，主要由岩石所組成，岩石經過風吹、日曬、雨淋等大自然風化作用及生物活動所造成的破壞，使得岩石變成碎塊，碎塊再變成碎屑，最後形成地表中的砂及土壤。土壤中所蘊含的水分、空氣、礦物質等，能提供陸地生物生長所需；而土壤中的物質也經由河川或風力傳送到大海中，提供海洋生物礦物質的來源。
當然陸地環境的多樣化，提供生物多樣化棲息的空間，使得各式各樣的生物能夠生活於陸地上。