气体地球化学是研究地球大气中各种气体的来源、分布和变化的学科。地球大气是由氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳、氖、氩、甲烷等多种气体组成的复杂系统，这些气体的组成和分布直接影响着地球的生态环境和气候变化。在大气中，氧气占据了最大的比例，它是维持生命的必要气体之一。而二氧化碳则是温室气体之一，它可以吸收地球表面的热量，防止热量逃逸到空间中。过量的二氧化碳会导致全球变暖和气候变化。因此，了解大气中不同气体的含量、来源和分布情况，对于预测气候变化、评估环境污染和保护生态环境都具有重要的意义。甲烷是一种重要的温室气体，它比二氧化碳更加强大。甲烷的主要来源是湿地、动物排泄物和人类活动（如化石燃料开采和农业）。研究甲烷的分布和来源，可以帮助我们更好地了解全球气候变化的趋势和原因，并且找到减少甲烷排放的途径。

   气体地球化学的研究还可以帮助我们了解地球的演化历史。例如，科学家通过对地球大气中古老气体的分析，可以了解地球上生命起源的时间和方式，以及地球大气中的气体在地球演化历程中的变化趋势。这些研究可以深入探讨地球的生命演化史和地球系统演化史。气体地球化学（Gas Geochemistry）是地球化学的一个分支，它研究地球内外各种气体的成分、来源、分布、循环等方面的问题。气体地球化学涉及到地球的大气、地下水、地下油气、火山岩浆和大洋岩石等领域，它是理解地球物质循环和研究资源勘探、环境污染和气候变化等方面的重要基础。

1.气体地球化学发展历史

  气体地球化学的起源可以追溯到19世纪中叶，当时研究人员开始探测地下水中的气体。20世纪初，随着石油工业的发展，人们开始对油气藏中的气体进行研究。20世纪中叶，火山学和地球化学的研究使得气体地球化学得以快速发展。现代气体地球化学主要依靠先进的仪器设备和技术手段，如气相色谱、质谱、同位素分析等，来研究各种气体的成分和来源。

大气的主要成分（网络资料）

2.气体地球化学研究对象

 大气气体：大气中的氧气、氮气、二氧化碳等气体的来源和分布，以及人类活动对大气气体组成和环境的影响。地下水和地下油气中的气体：地下水和地下油气中的氧气、氮气、甲烷、二氧化碳等气体的来源和循环。火山气体：火山气体包括水蒸汽、二氧化碳、二氧化硫、氢气、甲烷等气体，它们对火山活动的监测和预测、火山岩浆成因的研究以及对环境的影响等方面都有重要意义。岩石中的气体：岩石中包含的氦、氢、氩、氧、二氧化碳等气体，它们对大洋板块的形成和演化、地球内部的物质循环等方面具有重要意义。

图2.用于气体成分分析的MAT 271大型气体磁质谱(中科院西北生态环境资源研究院油气资源研究中心网站）

3.气体地球化学研究方法

野外调查：通过野外调查和取样，获取地下水、地下油气、火山气体和大洋岩石等不同来源的气体样品，对它们的成分和分布等进行分析。仪器分析：利用气相色谱、质谱、同位素分析等现代分析技术，对气体样品进行定量和定性分析，从而了解气体的成分和来源等信息。数学模型：通过建立数学模型，模拟不同气体在地球系统中的分布和循环过程，预测气体在不同环境条件下的行为和变化趋势。

4.气体地球化学应用领域：

气体地球化学的研究成果在以下几个领域得到了广泛应用：资源勘探：利用气体地球化学的技术手段，对油气藏的勘探和开发进行了有效支持。气体地球化学可以通过分析油气中的气体成分和同位素组成，确定油气的类型、成因和储集条件等信息，为勘探和开发提供重要依据。环境污染：气体地球化学可以通过分析大气中的气体成分和来源，掌握大气污染的特点和影响因素。此外，气体地球化学还可以通过分析地下水和地下油气中的气体成分，确定地下水和地下油气污染的类型和来源，为环境保护提供技术支持。气候变化：气体地球化学可以通过分析大气中的二氧化碳、甲烷等温室气体的浓度和来源，掌握大气温室效应的特点和影响因素。此外，气体地球化学还可以通过研究火山气体和大洋岩石中的气体成分，了解地球内部的物质循环和碳循环过程，为气候变化研究提供重要依据。

总结

   气体地球化学是地球化学的一个分支，它研究地球内外各种气体的成分、来源、分布、循环等方面的问题。气体地球化学依靠现代仪器设备和技术手段，如气相色谱、质谱、同位素分析等，对大气、地下水、地下油气、火山岩浆和大洋岩石等领域的气体进行研究，为理解地球物质循环和气候变化等方面提供了重要的科学支持。气体地球化学在资源勘探、环境污染、气候变化等领域有着广泛的应用，为相关领域的科学研究和工程应用提供了重要的技术支持。   需要指出的是，气体地球化学是一个多学科交叉的领域，需要涉及地质学、化学、物理学、数学等多个学科知识。同时，气体地球化学研究需要依靠先进的仪器设备和技术手段，对分析人员的素质和技术能力也提出了很高的要求。因此，气体地球化学的研究需要集合多方面的力量，需要有团队合作和高水平的专业人才支撑。总之，气体地球化学是一门关于地球大气中气体组成、来源、分布和变化的重要学科，对于认识地球生态环境和气候变化趋势、评估环境污染和保护生态环境都具有重要意义。

图3. 通过检测二氧化碳、二氧化硫、氢气、甲烷、稀有气体等气体，可对构造活动进行监测和预测（图片引自网络）