Как и когда в атмосфере земли появился свободный кислород?

10 ответов на вопрос “Как и когда в атмосфере земли появился свободный кислород?”

  1. Li4nost Ответить

    Причина кислорода в атмосфере Земли и причина вулканизма на Земле – одна. Это собственное тепло планеты, генерируемое каждым атомом, в процессе метаболизма.


    Причина вулканизма на Земле
    Причина вулканизма на Земле – тепло, генерируемое всей массой планеты в процессе метаболизма. То есть, причина такая же, как и для Ио.
    Моя оценка: Энергия Земли 0,2*10^15 Дж/сек (в соответствии с теорией).
    Теплопроводность литосферных плит и океанического дна мала, чтобы отвести эту энергию. Поэтому, тепло отводится через вулканизм. Из 10 000 вулканов, зарегистрированных на Земле, большая часть подводные. Они нагревают океан. Меньшая часть надводные. Они нагревают атмосферу.


    Разрушение воды
    Вода океанов, контактирует с огромным количеством расплавленной магмы, извергаемой подводными вулканами. И от этого контакта разрушается на кислород и водород. Оба газа всплывают на поверхность. Лёгкий водород поднимается в верхние слои атмосферы и там соединяется с озоном, образуя воду. Вода конденсируется и видна как перистые облака на высоте 30 км (на фото). Осадками, вода опять выпадает на землю. А в атмосфере образуются «озоновые дыры». Часть водорода сдувается солнечным ветром и уносится в космос. Кислород тяжёлый, поэтому концентрируется у поверхности Земли. Именно этим кислородом мы все дышим!!!

    Осознал это, посмотрев документальный фильм: «Водородная ‘бомба’ под ногами и под нефтяной экономикой».


    Причина кислорода в атмосфере Земли
    Концентрация кислорода в атмосфере Земли обусловлена подводной вулканической активностью. А вулканическая активность обусловлена собственным теплом планеты, генерируемым в процессе метаболизма!!! Вот почему концентрация кислорода стабильна.
    Растения, в процессе фотосинтеза тоже выделяют кислород. И тоже, путём разрушения молекул воды. СО2 и Н2 соединяются в углеводород, а молекула кислорода поступает в воздух.
    Почему считаю, что не растения отвечают за наблюдаемую концентрацию кислорода в атмосфере Земли? Об этом, чуть ниже.


    Процент кислорода в атмосфере, раньше
    Ископаемые древние растения и животные имели очень крупные размеры. Размеры, которые нельзя достичь при современной концентрации кислорода в атмосфере. Кислорода было больше. И это логично вытекает из идеи разрушения «Древней планеты». Сразу по её разрушении, обнажились очень большие площади магмы, из-за сокращения размеров литосферной плиты. Вода океана охладила магму. Но разрушение воды было очень масштабным. В атмосферу поступало намного больше кислорода из океана. Да и сам океан был сильно пропитан кислородом, что способствовало росту морских животных до больших размеров. По мере охлаждения дна, сформировались новые донные плиты, ставшие теплоизолятором. И после этого, избыточное тепло стало прорываться на поверхность посредством вулканизма, на стыках тектонических плит.


    Темпы разрушения Земного океана
    Можно оценить время полного разрушения океанов Земли.
    Потеря водорода происходит по причине сдувания его солнечным ветром, в космос. Темп выдувания водорода 10% от того, что находится в атмосфере –250 000 000 тонн/год. При таких темпах потери водорода, Земле грозит обезвоживание (по моей гипотезе, его происхождения из воды). Темп разрушения воды – 2,25 км3/год. На полное разрушение всех океанов Земли надо 645 миллионов лет.
    Примечание.
    1. Темп выдувания водорода 250 000 тонн/год. Информация из фильма: «Водородная ‘бомба’ под ногами и под нефтяной экономикой» таблица на 7 минут 30 секунд.
    2. Темп выдувания водорода 10% от того, что находится в атмосфере. Этот же фильм, озвучка на 45 минуте.
    Предполагаю, что в таблице забыли нарисовать три ноля. Художник, делавший таблицу, забыл. Докладчик сказал верное число в форме пропорции.
    Судьба Венеры
    Что касается второго крупного обломка «Древней планеты» – Венеры. Ей досталось меньше воды океана и очень мало материковых плит (всего две = 10% её площади). Воды не хватило для того, чтобы остудить обнажённую магму. В результате, разложение воды привело к образованию огромного количества кислорода и водорода.
    Поднимаясь вверх, часть водорода опять соединялась с кислородом и выпадала остывшими осадками. Но водород выдувался из атмосферы солнечным ветром очень интенсивно, так как планета оказалась ближе к Солнцу, чем Земля и её магнитное поле оказалось слабым.
    Атмосфера Венеры стала очень кислородной. Кислород соединился с углеродом образовав СО2, из которой сейчас и состоит 96,5% атмосферы Венеры.
    Собственное тепло, генерируемое материей Венеры – 0,117*10^15 Дж/сек (расчётная, по теории). Для того, чтобы отвести всё тепло, генерируемое материей Венеры и получаемое от Солнца, достаточно температуры поверхности -20С°.
    Но Венере досталась более плотная, чем Земле, атмосфера из азота, что создало более выраженный парниковый эффект.
    Объём доставшейся Венере азотной атмосферы легко посчитать. То, что есть сейчас, составляет 1,88*10^19 кг. Что в 4,9 раза больше, чем азота в земной атмосфере. Плюс тот азот, что превратился в углерод, за счёт солнечной радиации и, соединившись с кислородом, стал углекислым газом – 1,42*10^20 кг. Что в 36,85 раз больше, чем азота в земной атмосфере. Всего, в атмосфере Венеры, азота было в 41,75 раз больше, чем сейчас на Земле 1,61*10^20 кг.
    Водород, от разрушенной воды, интенсивно выдувался в космос. Очень мощная атмосфера из СО2, закрыла планету от излучения тепла, как одеяло. Планета у поверхности очень горячая (464С°). Вода исчезла.
    Объём доставшейся Венере воды, легко посчитать по количеству СО2 в её атмосфере. Венере достался объём океана в 4,25*10^20 кг. Это составляет 29% от массы земных океанов!!!
    При таких же темпах потери водорода, как на Земле, Венера полностью потеряла бы океан за 189 миллионов лет!!! Но, темпы потери водорода на Венере были намного больше. Она потеряла свой океан меньше, чем за 4 000 000 лет.
    Чуть меньше океанов (1/3 от земных), плотнее атмосфера из азота (в 42 раза больше земной), чуть меньше континентальных плит (в 3 раза меньше земных), чуть ближе к Солнцу (больше солнечный ветер), слабое магнитное поле – и совсем другая судьба!!!


    Судьба Земли
    Землю ожидает судьба Венеры!!!
    Не в бесконечном будущем, а менее чем через 645 миллионов лет.


    Эволюция
    Вся история генетических форм жизни, как на Земле, так и на Древней планете, обусловлена водой.
    Жизнь появилась не раньше воды.
    Вулканизм обусловлен метаболизмом материи планеты, поэтому был всегда.
    Если была вода и был вулканизм, значит, был кислород в атмосфере.
    Если кислород в атмосфере был от самого зарождения условий для жизни, значит наше представление об эволюции генетических форм жизни – неверно!!! Мы неправильно представляем себе ход истории.


    Проблема1: Темпы накопления кислорода.
    Если принять темп разрушения воды 2,25 км3/год, то для заполнения атмосферы кислородом, в наблюдаемом сейчас объёме, понадобится 585 000 лет. С нуля.
    Чтобы объяснить 4000 000 лет существования Земли, надо найти, куда девается кислород, чтобы сохранялась пропорция.

  2. Musyako Ответить

    Заметное увеличение содержания свободного кислорода в атмосфере Земли 2,4 млрд лет назад, по-видимому, явилось результатом очень быстрого перехода от одного равновесного состояния к другому. Первый уровень соответствовал крайне низкой концентрации О2 — примерно в 100 000 раз ниже той, что наблюдается сейчас. Второй равновесный уровень мог быть достигнут при более высокой концентрации, составляющей не менее чем 0,005 от современной. Содержание кислорода между двумя этими уровнями характеризуется крайней неустойчивостью. Наличие подобной «бистабильности» позволяет понять, почему в атмосфере Земли было так мало свободного кислорода в течение по крайней мере 300 млн лет после того, как его стали вырабатывать цианобактерии (синезеленые «водоросли»).
    В настоящее время атмосфера Земли на 20% состоит из свободного кислорода, который есть не что иное как побочный продукт фотосинтеза цианобактерий, водорослей и высших растений. Очень много кислорода выделяется тропическими лесами, которые в популярных изданиях нередко называют легкими планеты. При этом, правда, умалчивается, что за год тропические леса потребляют практически столько же кислорода, сколько образуют. Расходуется он на дыхание организмов, разлагающих готовое органическое вещество, — в первую очередь бактерий и грибов. Для того, чтобы кислород начал накапливаться в атмосфере, хотя бы часть образованного в ходе фотосинтеза вещества должна быть выведена из круговорота — например, попасть в донные отложения и стать недоступной для бактерий, разлагающих его аэробно, то есть с потреблением кислорода.
    Суммарную реакцию оксигенного (то есть «дающего кислород») фотосинтеза можно записать как:
    CO2 + H2O + h? > (CH2O) + O2,
    где h? — энергия солнечного света, а (CH2O) — обобщенная формула органического вещества. Дыхание же — это обратный процесс, который можно записать как:
    (CH2O) + O2 > CO2 + H2O.
    При этом будет высвобождаться необходимая для организмов энергия. Однако аэробное дыхание возможно только при концентрации O2 не меньше чем 0,01 от современного уровня (так называемая точка Пастера). В анаэробных условиях органическое вещество разлагается путем брожения, а на завершающих стадиях этого процесса нередко образуется метан. Например, обобщенное уравнение метаногенеза через образование ацетата выглядит как:
    2(СH2O) > CH3COOH > CH4 + CO2.
    Если комбинировать процесс фотосинтеза с последующим разложением органического вещества в анаэробных условиях, то суммарное уравнение будет иметь вид:
    CO2 + H2O + h? > 1/2 CH4 + 1/2 CO2 + O2.
    Именно такой путь разложения органического вещества, видимо, был основным в древней биосфере.
    Многие важные детали того, как установилось современное равновесие между поступлением кислорода в атмосферу и его изъятием, остаются невыясненными. Ведь заметное увеличение содержания кислорода, так называемое «Великое окисление атмосферы» (Great Oxidation), произошло только 2,4 млрд лет назад, хотя точно известно, что осуществляющие оксигенный фотосинтез цианобактерии были уже достаточно многочисленны и активны 2,7 млрд лет назад, а возникли они еще раньше — возможно, 3 млрд лет назад. Таким образом, в течение по крайней мере 300 миллионов лет деятельность цианобактерий не приводила к увеличению содержания кислорода в атмосфере.

  3. Androlmeena Ответить

    >>ГПС здесь вообще не катит ибо то, что измеряют по ГПС пересчитывается просто в предположении постоянного радиуса Земли. Если это допущение убрать, что ГПСом в принципе никакие движения материков измерять нельзя, поскольку если Земля расширяется, то две точки могут удаляться друг от друга, даже если их долготы становятся ближе друг к другу и ГПСом это не установить: ГПС в этом случае установит только сближение долгот этих двух точек.
    < < — вообще я конечно в жпс не разбираюсь совсем, и попытка понять в деталях как они его калибпуют по на скорую руку нагугленным материалам ничего не дала: детали алгоритма настройки жпс то ли слишком сложны для популярных статей, то ли вообще засекречены, т.к. ЖПС это же не какая-то китайская компашка клепающая смартфоны на коленке, это навигационная система американских вооруженных сил, и ее гражданское применение — это только побочное следствие а не причина ее существования. Да, я понимаю, что военные как правило не самый умный класс в обществе, но в отличие от пост-совка в америке и не самый тупой: тупых в американской армии в офицеры не берут (они всех тестируют на айкю еще со времена второй мировой, тупых только в пушечное мясо). Поэтому даже не касаясь существа, я как то сомневаюсь что все эти военные, ученые и инженеры могли пропустить такую элементарную систематическую ошибку тем более что она, эта ошибка (~десятки сантиметров), куда больше заявляемой точности ЖПС (миллиметры). Это значит, что по умолчанию я имею полное моральное право занять позицию офф. науки по жпс и требовать именно с вас опровержение наблюдений жпс с цифрами, хотя пожалуй это было бы слишком неуместно для простого комментария. Теперь перейду к существу: из того что я понял (дополните кто если я не прав) жпс определяет координаты определяя расхождение между внутренними часами приемника и часами на спутнике, который свое время постоянно транслирует на заданной частоте. Зная время прохождения сигнала и положение спутника в некоторых заданных и известных координатах (которые спутник опять же сообщает приемникам) и имея данные с нескольких спутников, приемник получает возможность путем определить свое положение в пространстве и времени. Т.о. определить свое положение относительно спутников — просто, вопрос откуда спутники знают свое положение? Их координаты (т.н. эфемериды, астрономический термин) определяются несколькими (минимум 4мя) следящими станциями на земле, которые постоянно мониторят положения спутников, рассчитывают их реальные орбиты и сообщают самим спутникам. Как я понимаю, именно к этой части жпс у тектоплитоскептиков главная претензия. Типа, если базовые станции не знаю куда и как они двигаются, то они либо не могут избежать систематической ошибки либо априори полагают себя недвижимыми, и таким образом вносят ошибку в свои вычисления и следовательно в эфемериды. Кмк это слабый и неверный аргумент. Кроме уже приведенного выше аргумента «от рациональности», можно привести еще два аргумента по-сути. Первый это то, что опять же американские инженеры не идиоты и понимают, что базовые станции не фиксированы, в том числе по вертикали даже в рамках плитовой тектоники — в ней тоже есть вертикальные движения, которые обычно медленнее горизонтальных, но не всегда — бывают и очень быстрые. Так что они априори не будут предполагать в своих расчетах что станции неподвижны а значит если есть систематическое раздувание земли то его было бы видно, а значит его либо нет, либо Власти_Скрывают(с). Тут кстати следует упомнуть что джипиэс вертикальную координату тоже меряет. Во вторых, хотя положение строений на земле на временах порядка месяцев и больше не фиксировано в системе обладающей той точностью как жпс, орбиты то спутников — абсолютны. Т.е. они не фиксированы — из-за неравномерности грав. поля земли они прецессируют, но в любой заданный момент заданная орбита — абсолютно задает время обращения спутника. Вы не можете сделать ошибку в определении высоты орбиты и потом ожидать что ошибка просто встроится во все остальные результаты и что относительных ошибок внутри системы не будет. Это все потому, что орбитальная скорость падает с ростом размера орбиты. В результате, если базовая станция будет думать что орбита на 10 см ниже или выше чем на самом деле, это будет давать ошибку порядка метра в определении координат уже после нескольких месяцев обращения спутников. Это гораздо больше, чем точность жпс, и уж подобную систематическую ошибку они сразу бы заметили. На самом деле, им гораздо легче ошибиться по горизонтали, т.к. поворот орбиты не будет давать систематического отставания или опережения положения спутника на орбите по сравнению с предсказанием уравнений. Исходя из этих двух соображений, сколь ни жалко они выглядят в моей формулировке, я вынужден отвергнуть ваш аргумент по поводу невозможности использования джипиэса для детектирования движения тектонических плит. Ваше неверие в джипиэс мне кажется ошибочным. Конечно, нельзя отвергать что они там все клинические идиоты не понимающего всей глубины мудрости Васи Пупкина, обнаружившего элементарную ошибку в системе которую готовили сотни ученых и инженеров и в которую вбухали миллиарды долларов военные далеко не самой отсталой и коррумпированной страны, или что они злые и все Скрывают(ъ), но это уже немного выходит за рамки обсуждения тектоники. Потому что если все так обстоит, то какое нам дело до тектоники — жить страшно! Поэтому если не будет доказано обратное, я с чистым сердцем считаю данные джипиэс верными а отмашки что он «не катит» — неаргументом. >>
    >>Вместе с материками плавают.
    Да неужели? На самом деле предположение там такое, что они не плавают, они «подныривают» под материковые плиты и там расплавляются. Короче говоря «субдукция», которую никто никогда достоверно нигде не обнаруживал.
    < < Океанические плиты подныривают и под материковые, и под другие океанические плиты и там частично плавятся — точнее, имеющаяся в них связанная вода высвобождается и растворяет мантийные породы, которые выносят менее совместимые элементы на поверхность (откуда все эти вулканические острова), из которых и достраивается материковая кора — по нескольку квадратных километров в год — по крайней мере в нашу эру; насчет того откуда бралась материковая кора в архейскую и возможно ранне-протерозойскую эру 100% консенсуса няз не существует, породы коры тех времен отличаются немного/заметно от современных и няз нет уверенности что они были произведены переплавкой океанической коры в зонах субдукции — есть и альтернативные мнения о их происхождении, хотя полный их список мне не известен. Давно же было, странно что вообще можно хоть что-то уверенное говорить о тех старых врэмэнах. Континентальные породы тоже кстати иногда подныривают, но как правило всплывают обратно после того как размягченная океаническая кора которая их туда затягивает, нагревается и отрывается. Если их затягивает под другую континентальную плиту это дает вклад в образование гор, а если под океаническую то случается т… н. обдукция с образованием офиолитов — кстати, эмнип еще один из аргументов, чья интерпретация в 60х склонила научное сообщество к принятию тектоники плит. >>Вы поймите простую вещь: то, что здесь излагаю я — это не мои домыслы. < < — в принципе, понимаю. Я слышал о гидридной земле, даже читал в популярном изложении никинова. >>Это вполне себе научно оформившееся направление геологии,< < — верю, но явно очень маргинальное — по крайней мере в западной науке я о таком не слышал. Хотя конечно маргинальность сама по себе не доказательство ошибочности — доказательства мы обсуждали выше. >>Только в школах изучают другое направление, основанное на других исходных предположениях, называемое «теорией тектоники плит», которое с семидесятых стало просто более популярным. Только и всего. << — В школах обычно начинают преподавать только очень устаревшие, надежно подтвержденные теории. И популярной она стала не просто так =) Не поймите меня неправильно, я отлично понимаю каково это — верить во всякую антинаучную хрень, сам верю в например ancient aliens (мне эта гипотеза кажется не достаточно опровергнутой чтоы ее не рассматривать), или в холодный термояд — ну тут скорее wishful thinking (кстати, тупое навзание — «холодный термояд», «криоядерные реакции», «криояд» если уж на то пошло было бы точнее), может еще во что… так что я вас понимаю, но согласится не могу — в области геологии аргументы ТЛП мне кажутся подавляюще убедительными.

  4. IFUBUL Ответить


    На сегодняшний день 21% воздуха, которым мы дышим, состоит из молекулярного кислорода. Но этот газ не всегда был в таком количестве, не всегда мог поддерживать жизнь — более того, практически отсутствовал в атмосфере в первые 2 миллиарда лет истории Земли. Когда же кислород впервые начал собираться на Земле?
    Ученые Массачусетского технологического института нашли ответ. В работе, опубликованной на днях в Science Advances, группа ученых сообщила о том, что атмосфера Земли испытала первый ощутимый и необратимый впрыск кислорода примерно 2,33 миллиарда лет назад. Этот период ознаменовал начало Великой оксигенации — события, после которого кислород начал свое победоносное наступление на Землю.
    Ученые также определили, что этот первоначальный рост атмосферного кислорода, хоть и небольшой, произошел всего за 1-10 миллионов лет и вызвал череду событий, которые впоследствии привели к распространению многоклеточной жизни.
    «Это начало очень длинного периода, который вылился в сложную жизнь, — говорит Роджер Саммонс, старший автор работы и профессор отделения земных, атмосферных и планетарных наук в MIT. — Потребовалось примерно 1,7 миллиарда лет, чтобы развились животные, подобные тем, что у нас есть сегодня. Но присутствие молекулярного кислорода в океане и атмосфере означает, что организмы, которые дышат кислородом, могли процветать».
    В воздухе запахло кислородом
    В общем и целом ученые соглашаются в том, что кислород, несмотря на нехватку в атмосфере, скорее всего, варился в океане как побочный продукт фотосинтеза цианобактерий уже 3 миллиарда лет назад. Но как отмечает Саммонс, кислород в древнем океане «мгновенно всасывался» голодными микробами, двухвалентным железом и другими желающими, не давая ему убегать в атмосферу.
    «В воздухе могли быть утечки кислорода и раньше, но их продолжительность и содержание в настоящее время измерить невозможно», говорит Саммонс.

    Все изменилось с периодом Великой оксигенации, который положил начало постоянному присутствию кислорода в атмосфере. Предыдущие оценки помещали начало ВО на уровне около 2,3 миллиарда лет назад с неопределенностью от десятков или сотен миллионов лет.
    «Датировка этого события оставалась довольно неточной до сих пор», говорит Саммонс.
    Вынужденный переход
    Чтобы точно определить время протекания ВО, коллеги Саммонса сначала проанализировали породы того периода в поисках конкретного рисунка изотопа серы. Когда вулканы извергаются, они выбрасывают серные газы, которые могут химически и изотопно разделяться под воздействием ультрафиолетового излучения. Структура изотопов, образующихся в этом процессе, зависит от того, присутствовал ли кислород выше определенного порога или же нет.
    Ученые пытались выделить крупный переход в определенной картине изотопа серия — масс-независимую фракцию изотопов серы (S-MIF), дабы определить, когда кислород впервые появился в атмосфере Земли. Для этого они изучали осадочный керн, собранный в ходе экспедиции ученых в Южную Африку.
    «Женьмин Луо — очень старательный парень, — говорит Саммонс о другом ученом, принимавшем участие в написании этой работы. — Он обнаружил следы S-MIF в глубоких породах, отсутствие этих следов в неглубоких породах, но между ними — ничего. Поэтому он вернулся обратно в Южную Африку».
    Там он взял образцы из остальной части осадочного керна и у двух поблизости и выяснил, что переход S-MIF — означающий перманентное преодоление кислородом вышеупомянутого порога — произошел 2,33 миллиарда лет назад, плюс-минус 7 миллионов лет. Неопределенность гораздо ниже, если сравнивать с предыдущими оценками.
    Также ученые обнаружили большое фракционирование изотопов серы-34, что указывает на повышение уровня морских сульфатов в это же время. Такой сульфат должен был появиться вследствие реакции между атмосферным кислородом с сульфидными минералами на суше, а также с диоксидом серы из вулканов. Затем этот сульфат использовался обитателями океана, сульфат-дышащими бактериями, с производством определенной картины серы-34 в нижележащих слоях осадочных пород, которые были датированы между 1 и 10 миллионами лет после перехода S-MIF.
    Эти результаты свидетельствуют о том, что первоначальное накопление кислорода в атмосфере было относительно быстрым. С момента своего первого появления 2,33 миллиарда лет назад, кислород накапливался в достаточно высоких концентрациях, чтобы оказывать выветривающий эффект на породы уже через 10 миллионов лет. Этот процесс выветривания выщелачивал больше сульфата и некоторых металлов в воду и, следовательно, в океаны. Саммонс указывает на то, что прошло некоторое время, прежде чем земная система достигла стабильного состояния путем захоронения органического углерода и превысила порог кислорода, необходимого для дальнейшего стимулирования биологической эволюции.
    «Сложная жизнь не могла утвердиться на планете, пока кислород оставался уделом океанских глубин, — говорит Саммонс. — И потребовалось много, много времени. Но это первый шаг в целой серии процессов».
    Теперь, когда ученые ограничили сроки протекания ВО, Саммонс надеется обнаружить и другие подсказки, которые приведут к причине или механизму этого события. Одна из гипотез, которую хотят изучить ученые, это связь между внезапным и быстрым появлением кислорода и «Землей-снежком», периодом, когда континенты и океаны Земли были в основном покрыты льдом.
    Кроме того, нужно понять, почему эти наши 21% кислорода в атмосфере остаются такими стабильными достаточно долгое время.

  5. Sieg Heil Ответить

    Популярно излагается оригинальная точка зрения о происхождении и развитии кислорода атмосферы планеты Земля. Доказывается, что первый кислород появился в результате дегазации базальтовой магмы и продолжгет поступать из земных недр до настоящего времени. Промежуточным коллектором этого кислорода являются воды океанов. Время накопления свободного кислорода в количестве, необходимом для обеспечения жизни организмов, относится уже к начальным этапам геологического развития планеты. Кислород биогенный, или фотосинтетический, появился несколько позднее. Эти два постоянно действующих источника кислорода имеют между собой глубочайшие внутренние связи.
    Для широкого круга читателей.
    Кислород в атмосфере — наше неоценимое богатство, потому, что мы им дышим и им будут дышать наши потомки. Но как небрежно мы стали обращаться с атмосферой, сплошь и рядом бездумно расходуя заключенный в ней кислород. Только одни автомобили взамен потребленного кислорода в год выкидывают в атмосферу более 200 млн. т окиси углерода, более 20 млн. т азотных соединений, несколько миллионов тонн органических кислот — смертельных ядов для живых организмов. Ежегодный прирост углекислоты за счет деятельности человека составляет 14 млрд. т, а кислорода расходуется такое количество, которого хватило бы на дыхание 50 йлрд. человек. Уже сейчас промышленность ряда развитых стран, таких, как США, Япония, ФРГ и других в долгу перед природой. Эти страны потребляют кислорода гораздо больше, чем его имеется на их собственных территориях. И если до середины XIX в. содержание кислорода в атмосфере оставалось постоянным — приход его равнялся расходу, поскольку поглощение кислорода в окислительных процессах компенсировалось природными реакциями восстановления, — то теперь настала иная эпоха и надо еще установить, происходит ли такая компенсация. Ныне существует необозримое множество потребителей кислорода в виде объектов металлургической, химической и многих других видов промышленности, и нет ни одного его производителя, созданного человеком. Теперь уже часто начинают задумываться: достаточны ли резервы природы для компенсации потребляемого кислорода? Чтобы знать эти резервы, нужно их изучать. Нужно знать, где они находятся, какова их мощность и восполнимость. И восполнимы ли они, эти резервы?
    Воздух современной атмосферы Земли, как известно, представляет собой смесь многочисленных газов. Если исключить водяные пары и техногенные выбросы в атмосферу, то состав его следую-щий (%): азот —78,08; кислород — 20,95; аргон —0,93; углекислый газ—0,03; остальная часть (0,01) приходится на водород, неон, гелий, криптон, ксенон, аммиак, перекись водорода, эманации радия. В пределах нижней части земной атмосферы до высоты 10—15 км, т. е. в пределах тропосферы, в любой точке земного шара состав воздуха постоянен.
    В растворенном состоянии атмосферный воздух обнаруживается в природных водах, живых и мертвых организмах, содержится в по» pax и трещинах верхней части литосферы, главным образом в почве. При этом соотношения отдельных компонентов воздуха весьма разнообразны, что обусловлено растворимостью газов в природных средах, избирательной способностью различных организмов к ассимиляции (захвату) газов атмосферы, биохимическими реакциями между организмами и продуктами их жизнедеятельности с окружающей средой.
    Взаимодействие воздуха, воды, организмов и продуктов их жизнедеятельности с горными породами, слагающими верхнюю часть литосферы, идет постоянно и приводит к существенному преобразованию минеральных масс, к гибели одних минеральных форм и формированию новых, к рассеянию одних химических элементов и их соединений и концентрации других. Такие процессы изменения горных пород, определяемые в геологии понятием «выветривание», давно стали объектом специального’ изучения геологов. Это и понятно, так как учение о выветривании, вернее, о корах выветривания, в конечном итоге сводится к выяснению законов дифференциации и интеграции вещества на поверхности Земли, выяснению законов размещения экзогенных месторождений (осадочных морских и континентальных) полезных ископаемых в геологическом пространстве и времени. Прежде всего это относится к таким важнейшим полезным ископаемым, как нефть и газ, алюминиевые, фосфорные, железные и марганцевые руды, различные соли, россыпи цветных и редких элементов, строительные материалы и т. д.
    Специалистам не нужно доказывать, что в процессах физико-химического преобразования горных пород и органического вещества ведущая роль принадлежит кислороду или его соединениям. Поэтому всем, кто занимается наукой об осадочных породах — литологией, кто занят расшифровкой происхождения осадочных полезных ископаемых, реставрацией прошлых геологических эцох в местном, региональном или глобальном масштабе, далеко не безразлично, где и когда, на каком этапе геологического развития нашей планеты в атмосфере появился мощнейший окислитель живой и косной (неорганической) материи — свободный кислород. Подчеркнем — свободный, поскольку с ним в основном связывают ученые возможность наиболее интенсивного изменения, главным образом окисления, минерального вещества планеты.
    Развиваемый автором вариант происхождения кислорода земной атмосферы — это, конечно, пока лишь гипотеза, основанная на многолетнем изучении геологических объектов.
    Время появления свободного кислорода (02) в атмосфере планеты — это репер, от которого нужно отсчитывать начало не только окислительных процессов, т. е. геохимических процессов в наблюдаемых ныне реакциях, но и появление на Земле жизни с ее обменными реакциями с окружающей средой.
    Следы деятельности кислорода как окислителя установлены в очень древних осадках, возраст которых более 3 млрд. лет. Следовательно, в свободном виде он появился на самых ранних этапах геологического развития Земли. Но каким образом? Не следует забывать, что наука доказала пока единственный способ происхождения атмосферного кислорода — путем фотосинтеза, который осуществляют растения. В процессе жизнедеятельности они «нарабатывают» кислород. Механизм такой «наработки» рассмотрим несколько ниже. Поставим наш главный вопрос: как мог появиться свободный кислород в добиогенный этап развития Земли? Какой механизм обеспечил появление первого количества в атмосфере этого газа, кото« рый, в свою очередь, «запустил» механизм фотосинтетических реакций?
    Хорошо известно, что растительность не только продуцирует (выделяет) кислород в процессе своей деятельности, но и потребляет его при дыхании. Для дыхания растение отбирает из атмосферы 15 % массы кислорода, ею же произведенного. Вспомните: школьный курс «Ботаники» не рекомендует держать большое количество домашних растений в спальной комнате, поскольку они дышат в основном ночью, т. е. в темноте, в отличие от фотосинтеза, “который совершается при свете. При дыхании растения, так же как и мы, потребляют кислород и выделяют углекислый газ, большое же количество растений в комнате в ночное время может создать избыточное количество углекислого газа по отношению к допустимой для человека норме.
    Итак, логический парадокс: чтобы появилась растительность на планете, необходим был свободный кислород, а чтобы появился кислород, необходима была растительность. Из этого замкнутого круга ученые, например акад. А. П. Виноградов, будто бы находят выход утверждая, что в добиогенный этап развития Земли свободный кислород появился и накопился в результате реакций лучистой (световой) энергии с водой и углекислым газом, т. е. фотохимических реакций, в верхних слоях нашей праатмосферы.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *