Атмосфера — это слой газа, окружающий небесное тело, например Землю, которое притягивается гравитацией. Защищает от солнечного ультрафиолета, контролирует температуру и предотвращает попадание метеоритов. Если бы атмосфера не имела тех характеристик, которые она имеет сейчас, планета Земля не могла бы поддерживать жизнь. Однако многие люди задаются вопросом, что образование атмосферы.
По этой причине мы собираемся посвятить эту статью тому, чтобы рассказать вам об образовании атмосферы, когда она была создана и как она образовалась.
Формирование атмосферы
Атмосфера — это газовый слой, окружающий нашу планету, и ее существование обусловлено гравитационным притяжением Земли. Она начала формироваться с зарождением Земли около 4.600 млрд лет назад.. В течение первых 500 миллионов лет атмосфера начала развиваться; Поскольку внутренняя часть нашей молодой планеты продолжала адаптироваться, она стала необычно плотной из-за выбрасываемых паров и газов. Составляющими его газами могут быть водород (H2), водяной пар, метан (CH4), гелий (He) и оксиды углерода. Это первичная атмосфера, потому что полной атмосферы не могло быть 200 миллионов лет назад. В то время Земля была еще слишком горячей, что способствовало выбросу легких газов.
Гравитация Земли немного ниже, чем сегодня, что не позволяет Земле удерживать молекулы в окружающей среде; магнитосфера все еще она не сформировалась и солнечный ветер дует прямо на поверхность. Все это привело к тому, что большая часть первобытной атмосферы исчезла в космосе.
Наша планета из-за своей температуры, размера и средней массы не может удерживать очень легкие газы, такие как водород и гелий, которые улетучиваются в космос и увлекаются солнечным ветром. Даже при нынешней массе Земли невозможно поддерживать такие газы, как гелий и водород, в отличие от более крупных планет, таких как Юпитер и Сатурн, которые имеют богатую газом атмосферу. Горные породы, сформировавшие нашу планету, постоянно выделяли новые газы и водяной пар в течение значительного периода времени, пока около 4.000 миллиардов лет назад атмосфера не стала состоять из молекул углерода. двуокись углерода (CO2), окись углерода (CO), вода (H2O), азот (N2) и водород (H).
Происхождение
Наличие этих соединений и падение температуры Земли ниже 100°С привело к развитию гидросферы, которая она начала формироваться около 4 миллиардов лет назад.
Годы конденсации водяного пара привели к образованию большого количества воды, что позволило начать процесс осаждения. Присутствие воды способствует растворению газов, таких как двуокись серы, соляная кислота или двуокись углерода, образованию кислот и их реакции с литосферой, что приводит к восстановительной атмосфере. Такие газы, как метан и аммиак. В 1950-х годах американский исследователь Стэнли Миллер разработал классический эксперимент, чтобы доказать, что под действием некоторой внешней энергии использовали электрические разряды для получения смеси аминокислот в этой среде.
При этом он намеревается воссоздать первозданные атмосферные условия, которые могли породить зарождение жизни. Принято считать, что есть три минимальных условия для жизни в нашем понимании: стабильная атмосфера, богатая такими компонентами, как кислород и водород, постоянный источник внешней энергии и жидкая вода. Как мы видели, условия жизни почти установлены. Тем не менее, без свободного кислорода сама жизнь может быть через миллионы лет. Горные породы, содержащие следовые количества таких элементов, как уран и железо, свидетельствуют об анаэробной атмосфере. Следовательно, эти элементы не встречаются в породах среднего докембрия или, по крайней мере, 3 миллиарда лет спустя.
Важность кислорода
Для таких организмов, как мы, самым важным атмосферным процессом является образование кислорода. Ни прямые химические процессы, ни геологические процессы, такие как вулканическая активность, не производят кислород. Поэтому считается, что формирование гидросфера, стабильная атмосфера и энергия солнца - условия для образования белков в океане и процесса конденсации и синтеза аминокислот. нуклеиновых кислот, несущих генетический код, через 1.500 XNUMX миллионов лет. Позже в океане появляются одноклеточные анаэробные организмы. Всего миллиард лет назад водные организмы, называемые цианобактериями, начали использовать солнечную энергию для расщепления молекул.
Вода (H2O) и углекислый газ (CO2) рекомбинируются в органические соединения и свободный кислород (O2), то есть при разрыве химической связи между водородом и кислородом последний высвобождается в окружающую среду из кислорода. фотосинтез соединяется с органическим углеродом с образованием молекул CO2. Процесс преобразования солнечной энергии в свободный кислород посредством молекулярной диссоциации называется фотосинтезом и происходит только в растениях, хотя это гигантский шаг к земной атмосфере, которую мы имеем сегодня. Это большая катастрофа для анаэробных организмов, потому что при увеличении содержания кислорода в атмосфере уменьшается содержание СО2.
Образование атмосферы и газов
В это время некоторые молекулы кислорода в атмосфере поглощают энергию ультрафиолетовых лучей, испускаемых Солнцем, и расщепляются, образуя отдельные атомы кислорода. Эти атомы соединяются с оставшимся кислородом, образуя молекулы озона (O3), которые поглощают ультрафиолетовое излучение солнца. За 4 миллиарда лет количества озона не хватило, чтобы заблокировать проникновение ультрафиолета, это не позволило бы существовать жизни вне океанов. Около 600 миллионов лет назад благодаря морской жизни атмосфера Земли достигла уровень озона достаточно высок, чтобы поглощать вредный ультрафиолетовый свет, что привело к возникновению жизни на континентах. В этот момент уровень кислорода составляет около 10% от текущего значения. Вот почему до этого жизнь ограничивалась океаном. Однако присутствие озона заставляет морские организмы мигрировать на сушу.
В атмосфере продолжали происходить непрерывные взаимодействия с различными земными явлениями, пока она не достигла состава, который в настоящее время состоит из водорода, кислорода и аргона на 99 процентов. В настоящее время атмосфера выполняет функцию не только защиты различных физических явлений, происходящих в космосе, но и выступает в качестве экстраординарного регулятора термодинамических, химических и биологических процессов, присущих эволюции и Земные события, без которых жизнь не была бы такой, какой мы ее знаем. Это постоянное взаимодействие температур океана, защита озона от вредных солнечных лучей и относительно спокойный климат позволили жизни продолжать развиваться.
Я надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о формировании атмосферы и о том, как оно осуществлялось.