Эволюция Атмосферы.
занимательные факты по географии (10 класс)

Тема: «Эволюция атмосферы»

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.

Образование Земли было связано с аккумуляцией вещества солнечного газа. Относительно способа аккумуляции единого мнения не существует. Принято считать, что большая часть планетарного вещества сгруппировалась 4,56 - 4,7 млрд. лет назад. Масса планеты продолжала нарастать и через некоторое время стала достаточной для удержания атмосферы (4,4 млрд. лет назад).

Первичная атмосфера - состояла из лёгких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства.

Вторичная атмосфера - активная вулканическая деятельность привела к насыщению атмосферы и другими газами, кроме водорода (углеводородами, аммиаком, водяным паром). Эта атмосфера по своим химическим свойствам была восстановительной.

Третичная атмосфера - процесс ее образования определялся следующими факторами:

• постоянная утечка водорода в межпланетное пространство (диссипация);
• химические реакции, происходящие в атмосфере под влиянием ультрафиолетового излучения, грозовых разрядов и некоторых других факторов.

2Н2О = 2Н2 ^ +О2 (под действием УФ)

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2О (процесс окисления газов)

Постепенно эти факторы привели к образованию атмосферы, характеризующейся гораздо меньшим содержанием водорода и гораздо большим - азота и углекислого газа (образованы в результате химических реакций из аммиака и углеводородов).

Четвертичная атмосфера - бактериальный фотосинтез начался между 3,5-4 млрд. лет назад, но практически весь кислород поглощался океаном (в основном ионами железа). По окончанию этапа окисления восстановленных соединений содержание кислорода в атмосфере стало расти, что обеспечивалось также активным процессом фотосинтеза. Снижение содержания кислорода в атмосфере и установление его равновесия стало результатом появления гетеротрофных организмов и вулканической деятельности.

Два миллиарда лет тому назад кислород начал поступать в атмосферу, и современный состав атмосферы сформировался примерно 1,5 млрд. лет назад. В атмосфере кислород под действием ультрафиолетового излучения образовал озон. Озон выступил в качестве фильтра жесткой солнечной радиации, позволив жизни выйти на сушу из океана.

История формирования современной атмосферы служит ярким примером воздействия живого вещества на окружающую среду. Современный газовый состав атмосферы является итогом длительной геохимической деятельности живых организмов.

В настоящее время на эволюцию атмосферы стал оказывать влияние человек. Результат его деятельности, предположительно, проявляется в значительном росте содержания в атмосфере углекислого газа из-за сжигания углеводородного топлива, накопленного в предыдущие геологические эпохи.

Состав современной атмосферы: 78% - азот,21% - кислород.

Проследим 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 – концентрация кислорода в атмосфере 0,1% от современного уровня (точка Пастера).

Третий период палеозоя - 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

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 захоронятся 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.

Источник: Журнал « Страна знаний», Дычко И.А, кандидат физико-математических наук, «Эволюция атмосферы Земли», №9,2019 г.