Происхождения и эволюция атмосферы на земле

О. Г. Сорохтин: «Развитие Земли»

Происхождения и эволюция атмосферы на земле

  • Происхождение земной атмосферы
    Из всех планет Солнечной системы только Земля обладает уникальной атмосферой, благоприятной для развития и процветания высших форм жизни. Такой оптимальный для жизни состав земной атмосферы постепенно возник благодаря длительным взаимодействиям процессов дегазации Земли с геохимическими и биологическими преобразованиями вещества, приведшими к связыванию отдельных компонент атмосферы, например углекислого газа, сероводорода, галогенов и др., в осадочных породах и гидросфере ...
  • Накопление азота в атмосфере Земли
    Азот относится к умеренно активным элементам, слабо вступающим в реакции с природными неорганическими соединениями. Поэтому существует большая вероятность того, что и в первичной атмосфере содержалось заметное количество этого газа. В этом случае значительная часть азота современной атмосферы является реликтовой, сохранившейся ещё со времён формирования Земли около 4,6 млрд лет назад, хотя другая его часть могла дегазироваться из мантии уже на геологической стадии развития ...
  • Дегазация углекислого газа
    В отличие от воды теплота образования углекислого газа 94,05 ккал/моль значительно выше, чем у окиси железа 63,05 ккал/моль. Поэтому показатель подвижности углекислого газа χCO2), как и у азота, не должен зависеть от механизмов дифференциации земного вещества (зонной сепарации железа или бародиффузионного механизма выделения вещества земного ядра). Это существенно облегчает задачу определения закона дегазации CO2 из мантии, так как заранее предопределяет постоянство ...
  • Накопление кислорода в земной атмосфере
    Количественно оценить эволюцию содержания кислорода в земной атмосфере ещё значительно сложнее, поскольку оно сильно зависело от таких трудно учитываемых факторов, как характер и уровень метаболизма древних фотосинтезирующих микроорганизмов, режимов поглощения O2 в окисно-железном и сульфатном резервуарах седиментосферы, условий застоя и стагнации или перемешивания вод древних океанов и т.д. Поэтому общую картину возможных колебаний парциального давления кислорода ...
  • Эволюция химического состава и давления земной атмосферы
    Определив отдельно основные закономерности накопления в атмосфере главных составляющих, легко рассчитать суммарную картину эволюции состава земной атмосферы и её давление. Следует добавить ещё накопление в атмосфере радиогенного аргона 40Ar, содержание которого в современной атмосфере достигает 1,28 % по массе (суммарная масса аргона на 99,6% состоит из изотопа 40Ar). Источником изотопа 40Ar, как известно, является радиоактивный изотоп калия 40K, большая часть ...
  • Адиабатическая теория парникового эффекта
    Считается, что атмосфера слабо поглощает солнечную коротковолновую радиацию, которая в большей части достигает земной поверхности, но задерживает длинноволновое (тепловое) излучение этой поверхности, тем самым значительно уменьшая теплоотдачу Земли в космическое пространство. Это принимается за главную причину повышения температуры атмосферного воздуха, и чем выше концентрация в воздухе так называемых «парниковых газов», поглощающих инфракрасное (тепловое) излучение, тем ...
  • Основные характеристики современной атмосферы
    Напомним вначале основные характеристики земной атмосферы: масса атмосферы равна примерно 5,15×1021 г, среднее давление воздуха на уровне моря р0 равняется одной физической атмосфере, или 1,0132 бар = 1013,2 мбар (760 мм ртутного столба), а плотность р0 & 1,27×10-3 г/см3. С высотой давление и плотность воздуха быстро уменьшаются по экспоненциальному закону (рис. 123): где g = 981 см/с2 — ускорение силы тяжести; μ — средний молекулярный вес атмосферных газов (для ...
  • Основы адиабатической теории парникового эффекта
    По определению парниковым эффектом называется разность между средней температурой поверхности планеты и её радиационной (эффективной) температурой, под которой эта планета видна из космоса. Средняя температура по всей Земле в целом приблизительно равна +15 °С, а её эффективная температура −18 °С, следовательно, парниковый эффект на Земле сейчас равен +33 °С. С точки зрения приведённого определения парниковый эффект является вполне реальной категорией, хотя сам термин ...
  • Некоторые прогнозные оценки
    Убедившись в справедливости адиабатической теории парникового эффекта на примерах сравнения теоретических распределений температуры с реальными осреднёнными распределениями температуры в тропосферах Земли и Венеры, можно выполнить ряд прогнозных расчётов. Так, при мысленной замене азотно-кислородной атмосферы Земли на углекислотную, но с тем же давлением 1 атм средняя приземная температура понижается (а не повышается, как это принято думать) приблизительно на 2,4 °С. Как ...
  • Аргументы сторонников классического подхода к проблеме парникового эффекта
    Рассматривая проблемы парникового эффекта, нельзя обойти молчанием и аргументы последователей идеи С. Аррениуса о прямом воздействии концентрации углекислого газа на температуру тропосферы. Так, сторонники этих идей обычно приводят данные по содержанию углекислого газа в пробах воздуха из древних слоев фирна Гренландии и Антарктиды, показывающие, что в периоды межледниковых потеплений концентрация этого газа в атмосфере всегда повышалась (рис. 129). Аналогичный эффект, только ...
  • Естественное происхождение так называемых озоновых «дыр»
    Хотелось бы отметить близкую по ситуации к парниковому эффекту проблему происхождения озоновых «дыр» в полярных и умеренных широтах. Известно, что в стратосфере под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца кислород частично преобразуется в трёхатомный газ — озон, задерживающий и поглощающий жёсткое солнечное излучение. Поэтому возникающий в стратосфере озоновый слой фактически является защитным щитом от губительного для всего живого солнечного ультрафиолета. ...
  • Климатические эпохи геологического прошлого
    Убедившись в работоспособности адиабатической теории парникового эффекта, теперь на её основе можно рассмотреть и эволюцию глобального климата Земли. Для определения климатических изменений на Земле нам, естественно, предварительно необходимо выяснить, как менялись со временем основные параметры процесса, ответственные за установление глобального климата на нашей планете. К таким параметрам относятся солнечная постоянная S, приземное давление атмосферы ps, парциальные ...
  • Апокалипсис далёкого будущего
    Рассмотрим здесь ещё один вывод, важный для понимания путей дальнейшего развития жизни на Земле. В настоящее время, как уже неоднократно отмечалось, рост земного ядра происходит за счёт выделения из мантийного вещества эвтектического расплава FeFeO, образующегося по реакции 2FeO → Fe×FeO + O. Однако сейчас освобождающийся кислород не может дегазироваться из мантии, поскольку он, соединяясь с оставшейся окисью железа, образует молекулу магнетита 3FeO + O → Fe3O4. Приблизительно ...