Образование 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.
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":
- Воздействие атмосферы на организм человека с увеличением высоты.
- Высота и границы атмосферы.
- Физические свойства атмосферы.
- Образование атмосферы. Первичная и вторичная атмосфера.
- Состав современной атмосферы Земли. Общие данные.
- Азот в составе атмосферы – содержание в атмосфере 78%.
- Кислород в составе атмосферы - содержание в атмосфере 21%.
Это интересно
+2
|
||||
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.
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!
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.
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?
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. :)
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?? :))
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.
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