Освіта атмосфери землі
Сторінка 4 з 10
Протягом усієї геологічної історії атмосфера Землі зазнала ряд глибоких трансформацій.
Первинна атмосфера Землі. Відновлювальна.
До складу первинної атмосфери Землі на протопланетной стадії розвитку Землі (понад 4,2 млрд л. Н.) Входили переважно метан, аміак і вуглекислий газ. Потім в результаті дегазації мантії Землі і безперервних процесів вивітрювання на поверхні землі, склад первинної атмосфери Землі збагатився парами води, сполуками вуглецю (СO2. СО) і сірки, а також сильними галогенними кислотами (НСІ, НF, НI) і борною кислотою. Первинна атмосфера була дуже тонка.
Вторинна атмосфера Землі. Окислювальна.
Надалі первинна атмосфера стала трансформуватися у вторинну. Це сталося в результаті тих же процесів вивітрювання, що відбувалися на поверхні землі, вулканічної і сонячної активності, а також внаслідок життєдіяльності ціанобактерій і синьо-зелених водоростей.
Результатом трансформації стало розкладання метану на водень і вуглекислоту, аміаку - на азот і водень. В атмосфері Землі стали накопичуватися вуглекислий газ і азот.
Синьо-зелені водорості за допомогою фотосинтезу стали виробляти кисень, який практично весь витрачався на окислення інших газів і гірських порід. В результаті цього аміак окислився до молекулярного азоту, метан та оксид вуглецю - до вуглекислоти, сірка і сірководень - до SO2 і SO3.
Таким чином, атмосфера з відновлювальної поступово перетворилася в окисну.
Освіта і еволюція вуглекислого газу в первинної та вторинної атмосфері.
Джерела вуглекислого газу на ранніх етапах утворення атмосфери Землі:
- Окислення метану,
- Дегазація мантії Землі,
- Вивітрювання гірських порід.
Сучасного рівня змісту в атмосфері вуглекислий газ досяг лише 10-20 млн. Років тому.
Освіта і еволюція кисню в первинної та вторинної атмосфері Землі.
Джерела кисню на ранніх етапах утворення атмосфери Землі:
- Дегазація мантії Землі - практично весь кисень витрачався на окислювальні процеси.
- Фотодисоціація води (розкладання на молекули водню і кисню) в атмосфері під дією ультрафіолетового випромінювання - в результаті в атмосфері з'явилися вільні молекули кисню.
- Переробка вуглекислоти в кисень еукаріотамі. Поява вільного кисню в атмосфері привело до загибелі прокаріотів (пристосованих до життя в відновлювальних умовах) і появи еукаріот (пристосувалися жити в окислювальному середовищі).
Зміна концентрації кисню в атмосфері Землі.
Архей - перша половина протерозою - концентрація кисню 0,01% сучасного рівня (точка Юрі). Практично весь виникає кисень витрачався на окислення заліза і сірки. Це тривало до тих пір, поки всі двовалентне залізо, яке перебуває на поверхні землі, що не окислювалося. З цього моменту кисень став накопичуватися в атмосфері.
Друга половина протерозою - кінець раннього венда - концентрація кисню в атмосфері 0,1% від сучасного рівня (точка Пастера).
Пізній венд - силурийский період. Вільний кисень стимулював розвиток життя - анаеробний процес бродіння змінився енергетично більш перспективним і прогресивним кисневим метаболізмом. З цього моменту накопичення кисню в атмосфері відбувалося досить швидко. Вихід рослин з моря на сушу (450 млн. Л. Н.) Привів до стабілізації рівня кисню в атмосфері.
Середина крейдяного періоду. Остаточна стабілізація концентрації кисню в атмосфері пов'язана з появою квіткових рослин (100 млн. Л. Н.).
Освіта і еволюція азоту в первинної та вторинної атмосфері Землі.
Азот утворився на ранніх стадіях розвитку Землі за рахунок розкладання аміаку. Зв'язування атмосферного азоту і поховання його в морських опадах почалося з появою організмів. Після виходу живих організмів на сушу, азот став захоронятися і в континентальних опадах. Процес зв'язування азоту особливо посилився з появою наземних рослин.
Таким чином, склад атмосфери Землі визначав особливості життєдіяльності організмів, сприяв їх еволюції, розвитку та розселення по поверхні землі. Але в історії Землі бували часом і збої в розподілі газового складу. Причиною цього служили різні катастрофи, які не раз виникали протягом криптозоя і фанерозою. Ці збої приводили до масових вимирань органічного світу.
Склад давньої і сучасної атмосфери Землі в процентному співвідношенні наведено в таблиці 1.
Таблиця 1. Склад первинної та сучасної атмосфери Землі.