Жизнь на нашей планете была бы невозможной, если бы в атмосфере Земли с самого начала эволюции содержался свободный кислород.
Современная атмосфера Земли имеет азотно-кислородный состав: 78,1% азота, 20,9% кислорода, 1-3% паров воды, около 1 % аргона и 0,03 % углекислого газа. Этот состав характеризует атмосферу до высоты примерно в 100 км, а дальше состав атмосферы несколько меняется. Под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца молекулы водяного пара диссоциируют на водород и гидроксил. Два гидроксильных радикала соединяются вновь, образуя перекись водорода, которая довольно быстро разлагается на свободный кислород и воду, и цикл повторяется. Тяжелые молекулы кислорода опускаются в нижние слои атмосферы, а легкий водород диссипирует в космическое пространство из-за малой массы его атомов и молекул, приобретающих в нагретых Солнцем верхних слоях скорости, превышающие вторую космическую.
Нынешняя атмосфера Земли образовалась в процессе эволюции живого вещества примерно 1400 млн лет назад и представляет собой третье поколение газовой оболочки планеты.


современный состав резко отличается от того, что было во время конденсации первичного пылевого облака.
На рис. 7.1 приведено высотное распределение температуры и плотности в современной атмосфере Земли. Эти данные были получены с помощью метеорологических ракет за последние 20-30 лет. До этого метеорологи могли только догадываться о свойствах атмосферы выше 30-40 км, куда не долетали шары-зонды, наполненные водородом или гелием. Из рис. 7.1 видно, что температура верхних слоев атмосферы достигает нескольких тысяч градусов.
При такой температуре средняя максвелловская скорость атома водорода равна 8,64 км/с. Вторая космическая скорость 11,2 км/с составляет всего 1,3 от средней. При таком соотношении скоростей весь водород улетает в космическое пространство всего за 20 мин.
Первичная атмосфера земли
Рис. 7.1. Атмосфера Земли. Вертикальное распределение температуры и плотности

Если придерживаться той точки зрения, что все планеты Солнечной системы образовались из одного и того же протопланетного вещества, то первичная атмосфера Земли была близкой к атмосферам планет-гигантов — Юпитера, Сатурна и Урана, которые, благодаря своему мощному гравитационному полю, смогли удержать существенную часть летучих компонент этого вещества. Поэтому в атмосферах этих планет сохранились водород, метан и аммиак.


r />Но такая атмосфера оказалась на Земле неустойчивой.
В современной атмосфере Земли самый распространенный элемент в нашей галактике — водород практически полностью отсутствует, за исключением самых верх-
них слоев, где он непрерывно образуется в результате фотодиссоциации паров воды ультрафиолетовым излучением Солнца и безвозвратно улетает в космическое пространство, образуя вокруг Земли водородную корону, простирающуюся до высот в несколько тысяч километров.
Кроме того, первичная атмосфера подверглась изменению в результате внутренней активности планеты и выброса в атмосферу глубинных вулканических газов, содержащих углекислоту, сероводород, аммиак, цианистый водород и ряд других вулканических газов и дымов.
Образующийся в процессах фотодиссоциации паров воды свободный кислород окислял вулканические газы, а образующиеся окислы опускались в нижние слои атмосферы. Самым важным свойством вторичной атмосферы был ее восстановительный характер и ничтожно малое количество свободного кислорода.
Еще одно подтверждение нестабильности первичной атмосферы состоит в том, что на Земле очень мало благородных газов по сравнению с их распространенностью в космосе. Эти химические элементы очень инертны и не вступают в соединения, образующие тяжелые молекулы, которые уже не могут приобрести вторую космическую скорость и покинуть Землю. За сотни миллионов лет, прошедших после конденсации планеты, эти летучие компоненты, так же, как и свободный водород, улетели из атмосферы в космос.

r />Точный количественный состав вторичной бескислородной атмосферы неизвестен, но, как показали эксперименты, это не так уж и важно.
В конце 50-х гг. С. Л. Миллер провел ряд экспериментов по синтезу органических веществ, в частности аминокислот, из неорганических молекул СО, СО2, СН4, HCN, Н2О и т. д.
Суть экспериментов состояла в облучении ультрафиолетовым излучением от электрического разряда различных смесей газов, имитирующих различные составы вторичной атмосферы Земли. Эксперименты показали (см. рис. 7.2.), что по прошествии нескольких десятков часов в реакторе образовывался широкий спектр аминокислот, а при добавлении в реактор соединений серы удавалось получать и большие полимерные молекулы, состоящие из длинных углеводородных цепочек.
Сера, видимо, играла роль катализатора, а наличие ее в примитивной атмосфере в результате вулканической деятельности, не вызывает сомнений.
Первичная атмосфера земли
Рис. 7.2. Результаты опытов Миллера по синтезу аминокислот из смеси газов прототипа примитивной атмосферы Земли (изменение концентраций: 1 — аминокислот, 2— аммиака, 3— цианистого водорода, 4 — альдегидов) *)

Для образования сложных органических молекул в отсутствие кислорода необходимы внешние источники энергии в виде ультрафиолетового излучения с энергией квантов в несколько электронвольт.
г) Miller S.L.

iv>
rmation of Organic Compounds on the Primitive Earth. The Origin of Life on Earth. — L.: Pergammon, 1959.
В 1966 г. американский биохимик С. Поннамперума получил подобные результаты при использовании в качестве источника ультрафиолетового излучения не электрическую искру, а кварцевые лампы. Эти эксперименты были важными с той точки зрения, что в условиях примитивной атмосферы гораздо больше энергии поступало не от грозовых разрядов, а от ультрафиолетового излучения Солнца, которое не поглощалось в бескислородной атмосфере.
Эти эксперименты показали, что если в среде присутствуют соединения простейших углеводородов, фосфора и серы вместе с набором некоторых микроэлементов вроде марганца железа и некоторых других, то материал для неорганического синтеза органических веществ обеспечен и практически не зависит от их относительного содержания. Однако наличие свободного кислорода в атмосфере экранирует поверхность Земли от проникновения через атмосферу жесткого ультрафиолетового излучения Солнца и делает неорганический синтез невозможным. Такие реакции протекают под действием света с длиной волны меньше 210 нм.
На рис. 7.3. по оси ординат указана глубина проникновения ультрафиолетового излучения Солнца в спектральном интервале 5 нм, при которой его интенсивность не превышает 1 эрг/см2. Здесь учитывается общее поглощение водой, кислородом и озоном. Цифры у кривых соответствуют разному содержанию кислорода и равновесной с ним концентрации озона по отношению к его концентрации в атмосфере на сегодняшний день: 2 — 0,001, 3 — 0,005, 4 — 0,01, 5-0,1, 6- 1, 7- 10.

r />Следующим важным этапом в возникновении живых организмов из неживых органических веществ было образование структур типа мембран, которые позволили запустить механизм обмена веществ, сначала в виде процессов брожения, а затем и дыхания с использованием фотосинтеза.
Благодаря мембранам живое вещество может отличаться по составу и энергетическому уровню от окружающей среды.
Биохимики считают, что образование примитивных мембран могло начаться с выстраивания полярных молекул на поверхностях раздела воздух-вода или на поверхностно активных веществах.
Первичная атмосфера земли
Рис. 7.3. Зависимости величины проникновения через атмосферу коротковолнового излучения Солнца *)

В 1965 г. С. Граник опубликовал результаты своих экспериментов [1] [2]) по моделированию процессов фотосинтеза, где показал, как основные реакции фотосинтеза и дыхания (восстановление и окисление) могли осуществляться

на поверхностно активных веществах, существовавших на поверхности Земли.
Эти работы имели принципиальное значение и показали возможность возникновения процессов метаболизма (обмена веществ) путем эволюции простейших структур, построенных и из слоев полярных молекул. Однако воспроизведение процессов фотосинтеза в живой материи остается все еще недоступным в лабораторных условиях. Решение этой проблемы является одной из важнейших задач биохимии, имеющих огромное практическое значение.

>
r />Следующая стадия эволюции жизни: приобретение сложными органическими молекулами способности к воспроизведению самих себя.
Эта стадия эволюции является самой сложной и началась на Земле спустя более миллиарда лет после конденсации планеты и происходила, скорее всего, параллельно с эволюцией преджизни в течении очень длительного периода времени, измеряемого сотнями миллионов лет с момента, когда произошел ее настоящий взрыв (примерно 1,8 млрд лет назад), связанный с возникновением фотосинтеза, приведшего к выделению свободного кислорода и изменению состава атмосферы Земли.
Занавес опустился. Ультрафиолетовое излучение Солнца стало поглощаться в верхних слоях атмосферы молекулами кислорода и озона, и неорганический синтез органического вещества стал невозможен.
Здесь следует отметить очень интересную особенность современной жизни.
Основным материалом всех живых организмов являются белки, которые, в свою очередь, состоят из простейших «кирпичиков» — аминокислот. Белков — великое множество, а вот число аминокислот, из которых они состоят, — всего два десятка. Различные молекулы аминокислот образуют полимерные цепочки, называемые полипептидами, которые, в свою очередь, объединяясь, образуют белковые молекулы. У всех живых организмов, от амебы до кита, набор аминокислот не превышает 20, хотя в процессе их первичного синтеза, да и в лабораторных условиях, их может быть получено великое множество.

ирода по каким-то причинам отобрала для своего использования всего 20 и все они, за редким исключением, имеют левую ось симметрии. Почему только левую, мы пока не вполне понимаем.
В 1953 г. Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон поняли, как устроена суть живой материи — двойная спираль ДНК. По-видимому, именно ДНК — полимер, состоящий всего из 4-х видов основных структурных блоков — нуклеотидов и отличает живую материю от неживой.
За прошедшие 50 лет после открытия Крика и Уотсона человек достаточно подробно изучил основные процессы воспроизводства живой материи и механизмы наследственности, но до сих пор так и не сумел создать живую материю из неживой. О том, каким образом в процессе эволюции образовалась эта очень устойчивая молекулярная структура, мы пока можем только строить различные догадки. Если кому-то удастся разгадать эту самую великую тайну природы, он создаст новую науку, значение которой для существования жизни на Земле будет определяющим.
В заключение я приведу цитату из книги очень известного ученого — геолога, профессора государственного университета в Утрехте М. Руттена х).
«Жизнь есть макромолекулярная система, для которой характерна определенная иерархическая организация, а также способность к воспроизведению, обмен веществ и тщательно регулируемый поток энергии. Морфологически можно различать громадное число отдельных форм жизни — видов, родов и т. д. Напротив, биохимически вся современная жизнь во всех ее проявлениях очень однообразна: она основана всего на двух десятках аминокислот, входящих в нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и жиры, а также на менее распространенных соединениях, например фосфорных эфирах.

и соединения могут быть очень разнообразны в деталях, но все они
г) Руттен М. Происхождение жизни (естественным путем) / под ред. акад. А. И. Опарина. — М.: Мир, 1973. С. 70.
взаимосвязаны и являются продуктами небольшого числа основных биохимических реакций. Все формы жизни, от кита, слона и растений до амебы и вируса, — все они основаны на поразительно небольшом наборе главных органических соединений. В любом организме всегда найдется что-нибудь съедобное для других. Это означает, что все живое имеет общее происхождение.
Нельзя сказать, что химия жизни однообразна и проста, но она явно не так многообразна, как могла бы быть, если бы перебирала все возможные комбинации из материала окружающей среды. Она не использует в своем метаболизме все, что «может попасться под руку». Жизнь использует только те вещества, которые могут дать максимум пользы.
Возникает вполне естественный вопрос, который волновал умы еще самых древних философов и в конечном итоге привел человека к понятию божественного творения. Жизнь и материя — это две разные субстанции, созданные одновременно? Или это две стороны материи, которые могут взаимно влиять друг на друга, переходя одна в другую?
Принятие первой точки зрения приводит к ниспровержению всех причинно-следственных связей в науке.

нако этого радикального шага данные наблюдений пока не требуют».
Более ста лет назад Ф. Энгельс определял, что такое жизнь, очень просто: «Жизнь — это форма существования белковых тел».
Он многого не знал. Биохимия сделала за истекшие сто лет огромный скачок в понимании строения живой материи, так что можно простить ему это определение, которое, с современной точки зрения, выглядит просто банальным.
Отличием живой материи от неживой является конечное время существования каждой отдельной особи, и неважно, амеба это или кит.
Время существования отдельной особи для данного вида организмов меняется очень незначительно (если не происходит какой-нибудь катастрофы). Однако время существования особей различных видов может различаться в десятки тысяч раз.
Так, микроорганизмы живут всего несколько десятков минут, некоторые виды насекомых — несколько часов (поденка), мелкие млекопитающие (крысы, мыши) — два-три года, собаки — 10-15 лет, лошадь — 30-35 лет, слон — около 100 лет, черепахи — 150-200 лет. Долго живут деревья: сосна — около 300 лет, дуб — 1500 лет, американская секвойя (является рекордсменом) — 4000 лет. Человеку отпущено около ста.
Однако что такое биологические часы, биологи и биохимики мне так толком и не объяснили. Сказать, что биологические часы — это скорость обмена веществ или накопление количества ошибок в генетическом коде, присущем данному виду организмов при переполнении памяти, это ровным счетом не сказать ничего, так как и то и другое является следствием чего-то другого, а не причиной.
Пока я убедился только в том, что биологи этого не понимают.
Эту задачу, задачу доктора Фауста, по-видимому, придется решать вашему поколению. Ее решение в корне изменит жизнь на этой планете, и я не уверен, что в лучшую сторону.


Источник: knigi.link

Чтобы несколько упростить рассмотрение вопроса, атмосферу подразделяют на три главных слоя. Расслоение атмосферы — в первую очередь результат неодинакового изменения температуры воздуха с высотой. Нижние два слоя сравнительно однородны по составу. По этой причине обычно говорят, что они образуют гомосферу.

Тропосфера. Нижний слой атмосферы называется тропосферой. Сам этот термин означает „сфера поворота» и связан с характеристиками турбулентности данного слоя. Все перемены погоды и климата являются результатом физических процессов, происходящих именно в этом слое. В XVIII веке, поскольку изучение атмосферы ограничивалось только этим слоем, считалось, будто обнаруженное в нем уменьшение температуры воздуха с высотой присуще и всей остальной атмосфере.

Различные превращения энергии происходят в первую очередь именно в тропосфере. Вследствие непрерывного соприкосновения воздуха с земной поверхностью, а также поступления в него энергии из космоса, он приходит в движение. Верхняя граница этого слоя располагается там, где уменьшение температуры с высотой сменяется ее возрастанием,— примерно на высоте 15—16 км над экватором и 7—8 км над полюсами. Как и сама Земля, атмосфера под влиянием вращения нашей планеты тоже несколько сплющена над полюсами и разбухает над экватором. Однако этот эффект выражен в атмосфере значительно сильнее, чем в твердой оболочке Земли.

В направлении от поверхности Земли к верхней границе тропосферы температура воздуха понижается. Над экватором минимальная температура воздуха составляет около —62°С, а над полюсами около —45°С. Однако в зависимости от пункта измерений температура может быть несколько иной. Так, над островом Ява на верхней границе тропосферы температура воздуха падает до рекордно низкого значения —95°С.

Верхняя граница тропосферы называется тропопаузой. В умеренных широтах более 75% массы атмосферы лежит ниже тропопаузы. В тропиках же в пределах тропосферы находится около 90% массы атмосферы.

Тропопауза была открыта в 1899 г., когда в вертикальном профиле температуры на некоторой высоте был обнаружен ее минимум, а затем температура незначительно повышалась. Начало этого повышения означает переход к следующему слою атмосферы — к стратосфере.

Стратосфера. Термин стратосфера означает „сфера слоя» и отражает прежнее представление о единственности слоя, лежащего выше тропосферы. Стратосфера простирается до высоты около 50 км над земной поверхностью. Особенностью ее является, в частности, резкое повышение температуры воздуха по сравнению с исключительно низкими значениями ее в тропопаузе. В умеренных широтах температура в стратосфере повышается примерно до —40°С. Это повышение температуры объясняют реакцией образования озона — одной из главных химических реакций, происходящих в атмосфере.

Озон представляет собой особую форму кислорода. В отличие от обычной двухатомной молекулы кислорода (О2). озон состоит из трехатомных его молекул (Оз). Появляется он в результате взаимодействия обычного кислорода с лучистой энергией, поступающей в верхние слои атмосферы.

Основная масса озона сосредоточена на высотах примерно 25 км, но в целом слой озона представляет собой сильно растянутую по высоте оболочку, охватывающую почти всю стратосферу. В озоносфере ультрафиолетовые лучи чаще и сильнее всего взаимодействуют с атмосферным кислородом. Лучистая энергия вызывает распад обычных двухатомных молекул кислорода на отдельные атомы. В свою очередь атомы кислорода часто снова присоединяются к двухатомным молекулам и образуют молекулы озона. Таким же образом отдельные атомы кислорода соединяются в двухатомные молекулы. Интенсивность образования озона оказывается достаточной для того, чтобы в стратосфере существовал слой высокой его концентрации.

Взаимодействие кислорода с ультрафиолетовыми лучами — один из благоприятных процессов в земной атмосфере, способствующих поддержанию жизни на Земле. Поглощение озоном этой энергии препятствует излишнему поступлению ее на земную поверхность, где создается именно такой уровень энергии, который пригоден для существования земных форм жизни. Возможно, в прошлом на Землю поступало большее количество энергии, чем теперь, что и оказывало влияние на возникновение первичных форм жизни на нашей планете. Но современные живые организмы не выдержали бы поступления от Солнца более значительного количества ультрафиолетовой радиации.

Озоносфера поглощает часть лучистой энергии, проходщей через атмосферу. В результате этого в озоносфере устанавливается вертикальный градиент температуры воздуха примерно 0,62°С на 100 м, т. е, температура повышается с высотой вплоть до верхнего предела стратосферы — стратопаузы (50 км).

На высотах от 50 до 80 км располагается слой атмосферы, называемый мезосферой. Слово „мезосфера» означает „промежуточная сфера», здесь температура воздуха продолжает понижаться с высотой.

Выше мезосферы, в слое, называемом термосферой, температура снова растет с высотой примерно до 1000°С, а затем очень быстро падает до —96°С. Однако падает не беспредельно, потом температура снова увеличивается.

Ионосфера. Можно считать, что ионосфера начинается с высоты около 80 км над поверхностью Земли.

Расчленение атмосферы на отдельные слои довольно легко заметить по особенностям изменения температуры с высотой в каждом слое.

В отличие от упомянутых ранее слоев, ионосфера выделена не. по температурному признаку. Главная особенность ионосферы — высокая степень ионизации атмосферных газов. Эта ионизация вызвана поглощением солнечной энергии атомами различных газов. Ультрафиолетовые и другие солнечные лучи, несущие кванты высокой энергии, поступая в атмосферу, ионизируют атомы азота и кислорода — от атомов отрываются электроны, находящиеся на внешних орбитах. Теряя электроны, атом приобретает положительный заряд. Если же к атому присоединяется электрон, то атом заряжается отрицательно. Таким образом, ионосфера является областью, имеющей электрическую природу, благодаря которой становятся возможными многие виды радиосвязи.

Ионосферу делят на несколько слоев, обозначая их буквами D, Е, F1 и F2 Эти слои имеют и особые названия. Разделение на слои вызвано несколькими причинами, среди которых самая важная—неодинаковое влияние слоев на прохождение радиоволн. Самый нижний слой, D, в основном поглощает радиоволны и тем самым препятствует дальнейшему их распространению.

Лучше всего изученный слой Е расположен на высоте примерно 100 км над земной поверхностью. Его называют также слоем Кеннелли — Хевисайда по именам американского и английского ученых, которые одновременно и независимо друг от друга обнаружили его. Слой Е, подобно гигантскому зеркалу, отражает радиоволны. Благодаря этому слою длинные радиоволны проходят более далекие расстояния, чем следовало бы ожидать, если бы они распространялись только прямолинейно, не отражаясь от слоя Е

Аналогичные свойства имеет и слой F. Его называют также слоем Эпплтона. Вместе со слоем Кеннелли—Хевисайда он отражаем радиоволны к наземным радиостанциями Такое отражение может происходить под различными углами. Слой Эпплтона расположен на высоте около 240 км.

Самая внешняя область атмосферы часто называется экзосферой.

Этот термин указывает на существование окраины космоса вблизи Земли. Определить, где именно кончается атмосфера и начинается космос, трудно, поскольку с высотой плотность атмосферных газов уменьшается постепенно и сама атмосфера плавно превращается почти в вакуум, в котором встречаются лишь отдельные молекулы. С удалением от земной поверхности атмосферные газы испытывают все меньшее притяжение планеты и с некоторой высоты стремятся покинуть поле земного тяготения. Уже на высоте примерно 320 км плотность атмосферы настолько мала, что молекулы,, не сталкиваясь друг с другом, могут проходить путь более 1 км. Самая внешняя часть атмосферы служит как бы ее верхней границей, которая располагается на высотах от 480 до 960 км.

Источник: www.obatmosfere.ru

 

Первичная и вторичная атмосфераОбразование 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.

Состав первичной и вторичной атмосферы Земли
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

Источник: subscribe.ru