大气中的氢分子是从哪里来的?

Question

这个数字从维基百科的地球的大气显示了一个氢气体积分数的0.000055%。

问题:大气中的氢分子是从哪里来的?

这直接来自生物生产像大部分的二氧化碳和甲烷,还是来自地质来源或分解甲烷的大气化学例如,还是别的地方?

相关:氢分子在人类呼吸的来源是什么?

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气体比例在地球的低层大气;“水蒸气(H₂O)的比例是变量,所以它并不代表在这个图表中,然而它对流层平均约1%。”

Answer 1

我发现氢分子的两个来源。

1. 甲醛(见的光解化学分子式10看看Novelli et al . 1999)
2. 人为来源。

虽然不是我想应该提到外逸层。外逸层不是很密集,所以氢(可能)不与任何反应。因为它是最轻的元素,它可能不会去任何地方,除了从大气中。

Answer 2

除了人为的来源,氢可以通过这一过程被称为自然产生serpentization。镁铁质、超镁铁的岩石,富含镁和铁的硅酸盐,与水反应生成多种细分产品总结维基百科文章蛇形

蛇纹石化是一个地质低温变质过程涉及的热量和水二氧化硅和镁铁质超基性的岩石是氧化(厌氧铁氧化^{2 +}水的质子形成的H₂与水)和水解成蛇纹岩。橄榄岩,包括纯橄榄岩,在山附近的海底和腰带转化为蛇纹石、水镁石、磁铁矿、和其他矿物质——一些罕见,如铁镍矿(倪₃铁),甚至本地铁。在这个过程中,大量的水被岩石吸收增加体积,降低了密度和破坏结构。[1]

密度的变化从3.3到2.7克/厘米³增加了并发卷的30 - 40%。岩石反应会放出大量的热,温度可以提高约260°C (500°F),[1]为非火山岩的形成提供一种能源热液喷口。magnetite-forming化学反应产生氢气在厌氧条件下的地幔深处,远离地球的大气层。碳酸盐和硫酸盐随后降低氢和甲烷和硫化氢形式。氢气、甲烷和硫化氢为深海化学营养生物微生物提供能源。[1]

大致说来,magnesium-bearing组件的镁铁质、超镁铁的岩石是基本的用水和发生酸碱反应,生成没有氢(但可能生产氢氧化镁,这表明说基本条件)。相比之下,一种含铁成分减少,特别是在基本条件下与镁化合物,和他们产生氢:

蛇之间的反应的产物是水和正硅酸铁(Fe亚铁^{2 +})离子。感兴趣的过程,因为它生成氢气:[2][3]

3美元\文本{菲}_2 \ {SiO} _4 + 2 \文本{H} {O}→2 _2 \文本文本{菲}_3 \ \ {O} _4 + 3 \文本{SiO} _2 + 2美元{H} _2 \文本

反应可以简单地查看如下:[4][5]

6美元\ {Fe (OH)} 2 _2→文本文本{菲}_3 \ \ {O} _4文本+ 4 \ {H} _2 \文本{O} {H} _2美元+ 2 \文本。

此外,在碳酸盐和硫酸盐还原过程也能产生甲烷和硫化氢。引用这篇文章中提到探索这些过程的原料来源和化学储能海底生活在地球和地下海洋世界在太阳系的其他地方。

引用参考文献:

1。
“蛇纹岩化:热机在失落之城和海洋地壳的海绵”。链接

2。“甲烷和氢气形成的岩石——能源生活”。检索2011年11月6日。链接

3所示。睡眠,新罕布什尔州;a . Meibom Th。Fridriksson R.G.科尔曼,位鸟(2004)。“H2-rich液体从蛇纹石化:地球化学和生物的影响”。美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国。101 (35):12818 - 12823。Bibcode: 2004 pnas . . 10112818年代。doi: 10.1073 / pnas.0405289101。PMC 516479。PMID 15326313。

4所示。罗素,m . j .;大厅,a·j·;马丁,w (2010)。“蛇纹石化的能源在生命的起源”。地球生物学。8 (5):355 - 371。doi: 10.1111 / j.1472-4669.2010.00249.x。PMID 20572872。

5。Schrenk m . o .;Brazelton w·j·;朗,s .问:(2013)。“生命蛇纹石化、碳和深”。评论在矿物学和地球化学。75 (1):575 - 606。Bibcode: 2013 rvmg…75 . . 575年代。doi: 10.2138 / rmg.2013.75.18。