Продолжаем разбираться с историей нашей планеты. Сегодня статья о том, как в течение существования Земли развивалась ее атмосфера. Предыдущая публикация на эту тему – здесь.
Как менялась атмосфера Около 4,6 млрд лет назад, вместе с формированием Земли из протопланетного облака, начала сразу возникать и ее атмосфера. В то время она имела давление 0,67 атмосфер (то есть 2/3 от современного уровня) и состояла почти полностью из азота. Затем началось постепенное нарастание содержания углекислого газа, и 2,7 млрд лет назад его содержание достигло 5 атм. Парциальное давление азота составляло тогда составляло 1 атм, то есть суммарное давление было примерно 6 атм.
В то время в реголите (рыхлый поверхностный слой грунта) Земли содержалось до 13% металлического кислорода, он реагировал с углекислым газом и водой, давая на выходе окисленное железо и метан. Содержание метана в какие-то моменты могло быть выше, чем углекислого газа, но метан быстро распадался, в итоге атмосфера оставалась азотно-углекислотной.
Около 2,5 млрд лет назад началась обширная реакция связывания углекислого газа в земной коре, с его уходом из атмосферы. Всего за 100 млн лет атмосфера стала почти чисто азотной, с давлением 1 атм.
После полного исчезновения свободного железа в земной коре, началось выделение свободного кислорода (который раньше связывался в окислении железа) в атмосферу. В начале палеозоя (около 500 млн лет назад) кислорода было уже 20% от современного уровня, около 4-5% от содержания атмосферы того времени. Около 150 млн лет назад, с появлением цветковых растений современного типа, уровень кислорода дошел до современного (21%) и с тех пор мало менялся.
Современный состав и давление атмосферы (78% азота, 21% кислорода, давление 1 атм), будет сохраняться еще 600 млн лет. Затем, продолжающийся с момента возникновения Земли процесс расслоения мантии дойдет до стадии создания, когда уже из мантии начнет выделяться в атмосферу свободный кислород. За следующие 400 млн лет парциальное давление кислорода дойдет до 2,6 атм, общее давление будет 14 атм, температура атмосферы будет 110 гр.
Еще через 600 млн лет (то есть 1,6 млрд лет от нас) давление кислорода будет уже 43 атм, на этом выход кислорода в атмосфере уже закончится. Такой объем кислорода сам по себе будет очень токсичен. Полное давление атмосферы дойдет до 500 атм, за счет выкипания океанов и дегазации земной коры от сильного перегрева. Температура атмосферы дойдет до 470 гр. Условия станут более жестокими, чем на Венере. Понятно, что вряд ли на Земле будет существовать что-то живое тогда. Но будут эти времена не скоро, что-нибудь придумаем, как спастись.
На этом спасибо за внимание!