Открытая группа
238 участников
Администратор Кассиопея


Активные участники:


←  Предыдущая тема Все темы Следующая тема →

Образование атмосферы. Первичная и вторичная атмосфера.

 

Первичная и вторичная атмосфераОбразование атмосферы Земли началось в далекие времена - в протопланетный этап развития Земли, в период активных вулканических извержений с выбросом огромного количества газов* Позже, когда на Земле появились океаны и биосфера, образование атмосферы продолжилось за счет газообмена между водой, растениями, животными и продуктами их разложения*

В течение всей геологической истории атмосфера Земли претерпела ряд глубоких трансформаций.

Состав первичной и вторичной атмосферы Земли
Первичная атмосфера Земли. Восстановительная.

В состав первичной атмосферы Земли на протопланетной стадии развития Земли (более 4,2 млрд л. н.) входили преимущественно метан, аммиак и углекислый газ. Затем в результате дегазации мантии Земли и непрерывных процессов выветривания на поверхности земли, состав первичной атмосферы Земли обогатился парами воды, соединениями углерода (СO2, СО) и серы, а также сильными галогенными кислотами (НСI, НF, НI) и борной кислотой. Первичная атмосфера была очень тонкая.

Вторичная атмосфера Земли. Окислительная.

В дальнейшем первичная атмосфера стала трансформироваться во вторичную. Это произошло в результате тех же процессов выветривания, происходивших на поверхности земли, вулканической и солнечной активности, а также вследствие жизнедеятельности цианобактерий и сине-зеленых водорослей.

Результатом трансформации стало разложение метана на водород и углекислоту, аммиака – на азот и водород. В атмосфере Земли стали накапливаться углекислый газ и азот.

Сине-зеленые водоросли посредством фотосинтеза стали вырабатывать кислород, который практически весь тратился на окисление других газов и горных пород. В результате этого аммиак окислился до молекулярного азота, метан и оксид углерода – до углекислоты, сера и сероводород – до SO2 и SO3.

Таким образом, атмосфера из восстановительной постепенно превратилась в окислительную.

 

Образование и эволюция углекислого газа

в первичной и вторичной атмосфере.


Источники углекислого газа на ранних этапах образования атмосферы:

  • Окисление метана,
  • Дегазация мантии Земли,
  • Выветривание горных пород.

Содержание углекислоты в атмосфере ранней Земли было весьма значительно. Однако большая ее часть растворялась в водах гидросферы, где участвовала в постройке раковин различных водных организмов, биогенным путем превращаясь в карбонаты.

На рубеже протерозоя и палеозоя (ок. 600 млн. л.н.) содержание углекислого газа в атмосфере уменьшилось и составило всего лишь десятые доли процента от общего объема газов в атмосфере.

Современного уровня содержания в атмосфере углекислый газ достиг лишь 10-20 млн. лет назад.

 

Образование и эволюция кислорода

в первичной и вторичной атмосфере.


Источники кислорода на ранних этапах образования атмосферы:

  • Дегазация мантии Земли – практически весь кислород тратился на окислительные процессы.
  • Фотодиссоциация воды (разложения на молекулы водорода и кислорода) в атмосфере под действием ультрафиолетового излучения - в результате в атмосфере появились свободные молекулы кислорода.
  • Переработка углекислоты в кислород эукариотами. Появление свободного кислорода в атмосфере привело к гибели прокариот (приспособленных к жизни в восстановительных условиях) и появлению эукариот (приспособившихся жить в окислительной среде).

Изменение концентрации кислорода в атмосфере.

Архей - первая половина протерозоя – концентрация кислорода 0,01% современного уровня (точка Юри). Практически весь возникающий кислород расходовался на окисление железа и серы. Это продолжалось до тех пор, пока все двухвалентное железо, находящееся на поверхности земли, не окислилось. С этого момента кислород стал накапливаться в атмосфере.

Вторая половина протерозоя – конец раннего венда – концентрация кислорода в атмосфере 0,1% от современного уровня (точка Пастера).

Поздний венд - силурийский период. Свободный кислород стимулировал развитие жизни - анаэробный процесс брожения сменился энергетически более перспективным и прогрессивным кислородным метаболизмом. С этого момента накопление кислорода в атмосфере происходило довольно быстро. Выход растений из моря на сушу (450 млн. л. н.) привел к стабилизации уровня кислорода в атмосфере.

Середина мелового периода. Окончательная стабилизация концентрации кислорода в атмосфере связана с появлением цветковых растений (100 млн. л. н.).

 

Образование и эволюция азота

в первичной  и вторичной атмосфере.


Азот образовался на ранних стадиях развития Земли за счет разложения аммиака. Связывание атмосферного азота и захоронение его в морских осадках началось с появлением организмов. После выхода живых организмов на сушу, азот стал захороняться и в континентальных осадках. Процесс связывания азота особенно усилился с появлением наземных растений.

Таким образом, состав атмосферы Земли определял особенности жизнедеятельности организмов, способствовал их эволюции, развитию и расселению по поверхности земли. Но в истории Земли бывали порой и сбои в распределении газового состава. Причиной этого служили различные катастрофы, которые не раз возникали в течение криптозоя и фанерозоя. Эти сбои приводили к массовым вымираниям органического мира.

Состав древней и современной атмосферы в процентном соотношении приведен в таблице 1.

 

Таблица 1. Состав первичной и современной атмосферы Земли.

Газы

Состав земной атмосферы

Первичная атмосфера, %

Современная атмосфера, %

Азот N2

1,5

78

Кислород О2

0

21

Озон О3

-

10-5

Углекислый газ СО2

98

0,03

Оксид углерода СО

-

10-4

Водяной пар

0,4

0,1

Аргон Аr

0,19

0,93

Источник: wonderful-planet.ru

Статьи по теме "Атмосфера":


Это интересно
+1
 

12.03.2015 , обновлено  13.03.2015
Пожаловаться Просмотров: 4686  
←  Предыдущая тема Все темы Следующая тема →


Комментарии 14

Для того чтобы писать комментарии, необходимо
13.03.2015

Похоже, что на очереди "живой планеты" не Марс, а Венера, т.к. углекислого газа на ней столько, сколько было на Земле в первичной атмосфере. С течением времени концентрация углекислого газа на Венере уменьшится и появятся условия для возникновения жизни. Вот только близость к Солнцу может внести свои коррективы.

14.03.2015

интересно вы здесь тусуетесь; )

конечно, Венера по всем параметрам ближе к Земле, но прежде чем сможем

забрать оттуда весь углекислый газ и серу - нам предстоит научиться убирать

излишки CO2 (метана, фреонов) из собственной атмосферы. воды там вроде

бы своей достаточно, и тепло круглый год (до +500'С) - то есть запас энергии!

 

15.03.2015

Ну нам то зачем этому учиться? С течением времени всё произойдёт само собой, как на Земле! Просто надо подождать пару млрд. лет, и заселяйся!

Присоединяйтесь, Алексей :)

А излишки СО2 из собственной атмосферы мы вряд ли научимся убирать. Скорее, мы сами мутируем под изменения (научимся дышать фреоном :))

Возможно, жизнь на Венере уже есть. Конечно, отличная от нашей. Слои серной кислоты в атмосфере - это, конечно, для нас неприемлемо :)

Вот что говорит по поводу этого Википедия:

В настоящее время физические условия на Венере являются крайне экстремальными: из-за парникового эффекта её температура на поверхности составляет в среднем +470°С. Слои атмосферы Венеры состоят из серной кислоты, что тоже губительно для жизни, а атмосферное давление выше земного в 90 раз. Однако известны организмы-экстремофилы на Земле, которые обитают в подобных условиях, поэтому ученые полностью не исключают возможность существования организмов в венерианских облаках. Есть вероятность, что жизнь на Венере находится под её поверхностью, где условия, возможно, намного благоприятнее, чем на поверхности.

17.03.2015

Да, я тоже придерживаюсь этого мнения. Вспомним наших "курильщиков", на большой глубине, без кислорода и при высокой температуре.

Но если все так просто, то зачем же убирать излишки СО2 из атмосферы?

18.03.2015

чтоб Землю не перегреть!, в ближайшие десятилетия

 

Я как-то слышала, что один действующий вулкан дает в год больше тепла, чем все наши заводы, вместе взятые. За достоверность информации не ручаюсь, но, если это правда, в перегреве планеты нам себя ругать не придется. :)

20.03.2015

это многие слышали, и отчасти это правда,

объёмы вулканических газов колоссальные,

Кракатау к примеру забил атмосферу на 10

лет своим дымом

это в основном тяжёлые газы, которые над

поверхностью Земли. а углекислый и метан -

легче воздуха! однажды попав в атмосферу,

они не осядут и не улетучатся, а будут образ-

овывать тонкую прослойку на стратосферной

высоте, которая как целофанов.плёнка станет

удерживать тепло!

то что они разрушают озоновый слой напару с

фреонами - это не так страшно: если только

возникнет мощный ионизирующий поток из

космоса - ионизируются и азот и кислород,

в достаточных объёмах


но вот парниковый эффект - долговременный,

к тому же он мешает конвективному перемеши-

ванию атомсоферных масс, а из-за этого теперь

летом засухи, а зимой склизско - это если кратко;

Вулканические газы в основном состоят из паров воды и углекислого газа. А углекислый газ связывается гидросферой, образуя карбонаты. Именно так был удален весь лишний углекислый газ из первичной атмосферы. Но процесс этот длительный и в нынешнее время связывается только около половины всго выделяемого человечеством углекислого газа, что ведет к неизбежному увеличению его концентраци в атмосфере.

Насчет изменения погоды не совсем соглашусь. У нас в общем-то климат не изменился: сухое знойное лето и довольно суровая продолжительная зима. Даже сейчас еще холодно: чуть выше нуля. А ведь апрель на дворе.... Где мои любимые +40 в тени?? :))

 

02.04.2015

это когда карбонаты разлагаются, а

сернистых около половины в составе,

зависит от вулкана .....

что касается климата, на новый год, кроме

двух дней, шёл дождь, на 50й параллели!..

то изменился или нет?

чтобы убедиться что и человек влияет на

климат - достаточно посмотреть спутнико-

вые дневные фотки китайских промцентров.

и Штаты ничего, помалкивают

Конечно, влияет, Алексей. И с каждым годом выбросы в атмосферу углекислого газа растут чуть ли не в геометрической прогрессии.... А еще леса вырубаются, что тоже ведет к увеличению концентрации СО2...

К чему это ведет? Думаю, в конце концов, сработает инстинкт самосохранения, и человечество кинется к разработке альтернативных источников энергии. Конечно, этому вопросу и сейчас уделяется внимание, но, я бы сказала, не в массовом порядке, а в виде факультатива.

17.04.2015

в Карпатах после развала союзного

вырубили почти весь сплошной лес

и съели всех медведей!

это привело к оползням и чупакабрам.

 сработает природный механизм - что

и позволит эти горы превратить в дол,

но это тема назавтра