Эволюция атмосферы

Происхождение и эволюция атмосферы [c.210]

Фотосинтез — вероятно, наиболее важный из большого числа интересных фотохимических процессов, известных в биологии. От него зависела эволюция атмосферы Земли животные, поедая растения, также черпают энергию Солнца, запасенную фотосинтезом. Согласно оценке, общая масса органического вещества, созданного зелеными растениями в течение биологической истории Земли, составляет 1 % массы планеты. Каждый год в процессе фотосинтеза запасается энергия, эквивалентная десятикратному годовому ее потреблению человечеством. В этом разделе мы обсудим фотосинтез зеленых растений, хотя существуют также другие фотосинтезирующие организмы (например, некоторые бактерии), у которых процессы фотосинтеза могут несколько отличаться. [c.228]

Процессы газообмена и образования газов атмосферы, охарактеризованные выше, присущи современному этапу развития Земли. В ходе этого развития происходили определенные изменения в геохимии атмосферы. Эволюция атмосферы, представляющая главный объект исторической геохимии газов известна пока еще далеко не достаточно и описывается разными авторами несколько различно. В табл. 39 представлена новейшая схема эволюции атмосферы. [c.186]

Современная деятельность человека, особенно в век научно-технического прогресса, резко изменила характер эволюции атмосферы. В середине XX в. были начаты систематические наблюдения за атмосферной углекислотой. Эти наблюдения привели к заключению, что в результате сжигания больших количеств угля, нефти и других видов топлива количество углекислого газа в атмосфере увеличивается. [c.612]

Разд. 8.2.1 происхождение и эволюция атмосферы [c.290]

Эволюция атмосферы (Соколов, 1966) [c.187]

ДЛЯ ранних стадий эволюции атмосферы на основании геологических данных. На рис. 8.1 суммированы результаты таких расчетов и события эволюции жизни, отложенные вдоль кривой изменения концентрации кислорода от времени. [c.215]

По мнению В. А. Соколова, на первой стадии эволюции атмосферы в ней преобладали легкие космогенные газы, впоследствии в основном утерянные Землей путем диссипации в окружающее [c.186]

Углекислый газ не является основным компонентом атмосферы н воды океанов, Однако значение его в различных природных равновесиях и процессах развития жизни иа нашей планете огромно. Современная геохимическая эволюция атмосферы характеризуется повышением содержания СОг в воздухе в результате интенсивного нспользования человеком ископаемого топлива, т. е. постепенно увеличивается количество антропогенного. углерода. [c.219]

Примечание. Стадии эволюции атмосферы постепенно переходили одна в другую, при этом постепенно изменился и состав атмосферы. [c.187]

Господство на первой стадии эволюции атмосферы Земли водорода и гелия обосновывается резкой недостачей этих элементов на Земле по сравнению с обилием их в диске Галактики. [c.188]

Изменения концентрации углекислого газа и кислорода в атмосфере оказывают существенное влияние на жизнь в биосфере. Особое значение для фотосинтеза и климата имеет колебание концентрации СОг. Лабораторными и полевыми опытами было установлено, что современное содержание СОг в атмосфере но крайней мере в 10 раз меньше той концентрации, при которой достигается наивысшая продуктивность фотосинтеза. Имеются данные, свидетельствующие о том, что в далеком прошлом концентрация СО2 в атмосфере достигала 0,4% и определялась в основном интепсивной вулканической деягельностью. Именно в этот период и климат был очень теплым. Большую роль в эволюции-атмосферы сыграло и ослабление вулканической деятельности, что привело к уменьшению массы углекислого газа и соответственно к появлению полярных оледенений. [c.612]

Фотохимические реакции сыграли определяющую роль в эволюции атмосферы и жизни на Земле. Наше понимание первичных фотохимических процессов позволяет представить правдоподобную картину истории атмосферного развития. Исследование палеоатмосферы Земли ( ископаемой атмосферы ) в свою очередь предполагает решение ряда загадок геологии Земли. Виды живых организмов, которые оказались жизнеспособными во все времена в прошлом, и их взаимоотношения с окружающей средой непосредственно зависели от состава атмосферы соответствующего периода. И наоборот, процессы с участием живых организмов оказывали существенное влияние на состав атмосферы. Это взаимовлияние атмосферы и биологической эволюции, позволяющее изучать палеоатмосферу Земли и сравнивать с современным состоянием атмосфер других планет, особенно важно. В этом разделе излагается один из возможных взглядов на развитие атмосферы Земли. [c.210]

НОЙ ВОЛНЫ меньше 290 нм. В нашей атмосфере сам кислород способен отфильтровывать солнечное излучение с длинами волн меньше 230 нм. Для диапазона длин волн между 230 и 290 нм необходимо представить другой заш,итный механизм. К счастью, в нашей атмосфере существует подходящий поглотитель, что позволяет организмам жить на суше в условиях большей или меньшей открытости отфильтрованным лучам Солнца. Этим поглотителем является озон, Оз, образующийся фотохимическим путем из Ог (см. разд. 8.2.2). Количество озона Б атмосфере и его распределение по высоте зависят от концентрации предшественника — кислорода и поэтому существенно изменяются в ходе эволюции атмосферы. Концентрации озона контролируются также скоростями процессов убыли этих молекул. Убыль регулируется каталитическими циклами с участием других следовых газов атмосферы, таких, как оксиды азота, которые сами, по крайней мере частично, имеют биологическое происхождение (см. с. 219). Мы уже отмечали, что появление кислорода в атмосфере Земли обусловлено в основном биологическими источниками. Теперь мы видим, что озон, необходимый в качестве фильтра для защиты жизни, присутствует в концентрации, определяемой не только генерируемым в ходе биологических процессов кислородом, но и возникающими в ходе биологических процессов следовыми газами, играющими роль в его деструкции. Такие наблюдения привели Ловлока к идее Геи (в древнегреческой мифологии — богиня земли), согласно которой климат, состав поверхности и атмосферы Земли поддерживаются на оптимальном уровне самой биосферой. [c.213]

Основной вопрос, касающийся интерпретации Беркнера и Маршалла, следующий имели ли эволюционные события причинно-следственную связь с атмосферными изменениями, которые несомненно происходили Если да, то мог ли действовать некий механизм обратной связи типа постулированного для Геи (см. выше), так как эволюция атмосферы шла опосредованно через биосферу. Характерная проблема, встречающаяся во взаимосвязанной биологической и атмосферной эволюции, иллюстрируется формированием раковин многоклеточных организмов. Поскольку раковины относительно непроницаемы для кислорода, организмы с раковиной нуждаются в растворенном кислороде, который должен быть в равновесии с концентрацией больше 10 САУ в атмосфере. Поэтому критический уровень Оз для биологической защиты был превзойден, когда организмы появились во множестве в кембрийском периоде (570 млн. лет назад). Однако жизнь, по-видимому, недостаточно твердо удерживалась на суше в течение последующих 170 млн. лет (до конца силурийского периода). Таким образом, существует возможность, что озоновый экран мог уже сформироваться перед силурийским периодом и что он не был непосредственно связан с распространением жизни на сушу. Реше- [c.214]

Небольшая книжка известного русского ученого В.А. Кости-цына, вышедшая в Париже в 1934 г., содержит описания нескольких математических моделей процессов эволюции атмосферы, биосферы и климата. Несмотря на то, что со времени издания книги прошло 50 лет, она современна и актуальна, особенно в связи с бурным развитием исследований в области моделирования биосферных процессов. [c.111]

До сих пор мы обсуждали неправомерность представления о современной атмосфере как о модели атмосферы, существовавшей в добиологический период. Главная причина этого — значительное парциальное давление молекулярного кислорода в современной атмосфере, которое поддерживается на столь высоком уровне почти исключительно благодаря жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов. Такая зависимость парциального давления О2 от фотосинтеза наводит па мысль, что в добиологический период атмосфера содержала значительно меньше кислорода, чем в настоящее вре.мя. Стройность этого рассуждения, одиако, несколько нарушается в связи с другой возможностью не исключено, что фотолиз паров воды в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолета приводил к появлению значительных количеств О2 еще до возршкновения жизни. Было бы очень важно иметь более прямые геохимические данные относительно возможных изменений содержания кислорода в атмосфере на протяжении истории Земли. Перейдем теперь к более детальному рассмотрению некоторых данных, касающихся происхождения и эволюции атмосферы. [c.113]

Основные положения Юрп сводятся к следующему поскольку водород, несомненно, является самым распространенным элементом в космосе (табл. 7), газовая фаза плаиетезималей, а также примитивной атмосферы полностью сфор.мированной Зе.млн содержала избыток молекулярного водорода. Поэтому если достигалось равновесие, то углерод, азот и кислород должны были восстанавливаться до СН4, МНд и Н О. Молекулярный водород, вероятно, рассеялся в межпланетном пространстве до того, как образовалась Земля ведь, как мы знаем, иа протяжении гипотетической планетезималыюй стадии происходила потеря гораздо более тяжелых газов, таких, как Ме, Хе н Кг. Однако, но оценке Юри, давление водорода на конечной стадии консолидации земной массы составляло но крайней мере 10 атм (в настоящее время 10 атм) [171. Это свое заключение Юри обосновывает целым комплексом данных, в том числе данными о скорости потери На в верхних слоях современной атмосферы, об общем количестве Н2, утерянного на протяжении геологического времени (исходя из парциального давления молекулярного кислорода в настоящее время, причем принимается, что весь этот кислород первоначально находился в виде Н2О), и о состоянии окио/чения С, N и Ре в настоящее время. На вопрос о том, как долго могло существовать такое давление водорода, дать ответ крайне трудно, и это вносит большую долю неопределенности в наши рассуждения о длительности процесса эволюции атмосферы [91. Позже мы еще вернемся к этой фундаментальной проблеме.. [c.120]

Модель Холленда объединяет главные черты метан-аммиачной и углекисло-азотной гипотез, обсуждавшихся выше. Она, в частности, утверждает, что молекулярный кислород фактически отсутствовал на ранних стадиях истории атмосфзры. Однако такой синтетический подход влечет за собой существенные изменения в каждой из этих точек зрения. Прежде всего две схемы состава атмосферы на раниих этапах ее развития после окончательного формирования Земли более пе противопоставляются друг другу как некая альтернатива считается, что на протяжении эволюции атмосферы один тип состава предшествовал другому. Во-вторых, принимается, что аммиак на стадии 1 и двуокись углерода на стадии 2 служат минорными, а не основными компонентами атмосфе- [c.130]

С учетом процессов эволюции атмосферы возмонген более обоснованный подход к решению вопросов генезиса современных компонентов газовой оболочки Земли. Происхождение кислорода земной атмосферы не вызывает сомнений полное обновление кислорода в атмосфере в результате биофотосинтеза происходит за 5000 лет. [c.188]

Сложнее вопрос о происхождении атмосферного азота. На первой стадии эволюции атмосферы азот мог быть космогенным газом. Азотная атмосфера, по акад. А. П. Виноградову, могла образоваться только с появлением фотосинтетического О 2. В современной атмосфере азот обязан своим происхождением в значительной степени выделению из биоса и его остатков. По В. И. Вернадскому весь азот современной атмосферы органогенный. Однако, как отмечено выше, некоторое количество азота выделяется при вулканических процессах, в том числе в виде аммиака, затем окисляювз,егося до N g. Оценить долю азота того и другого происхождения в атмосфере пока трудно, так как количественная характеристика соответствующих явлений в настоящее время слаба. [c.188]

Перед изложением теории следует упомянуть идею неконтролируемого парникового эффекта , предложенную Рейсулом и Де Бергом [23] в связи с теорией эволюции атмосфер планет. Предварительно следует объяснить столь сильные различия между атмосферами Венеры, Земли и Марса. [c.252]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология