Продолжаем разбираться с историей нашей планеты. Сегодня статья о том, как в течение существования Земли развивалась ее атмосфера. Предыдущая статья на эту тему - здесь.
По теории развития звезд, светимость Солнца за время существования Земли увеличилась на 37-38%, конечно, это сильно повлияло на климат Земли, и жизнь на ней. Но также не менее сильно на климат влияла тектоническая активность. Как же менялся климат Земли за время ее существования? Будем использовать данные группы Сорокина (МГУ).
По ранее имевшимся представлениям, высокая температура климата возникла уже 3,4 млрд лет назад, в середине архея, и температура воды доходила до 70 – 90%, по разным оценкам. Но в последние годы эти представления были пересмотрены, так как теория горячего архея и протерозоя не объясняет Гуронское оледенение (2,4-2,1 млрд лет назад), а также другие противоречащие данные и расчеты.
Однако, скорее всего, в большей части архея (4-25, млрд лет назад) было тепло. Об этом говорит отсутствие больших оледенений в эту эпоху. Но как мог обеспечиваться теплый климат, при низкой светимости солнца? Только за счет плотной атмосферы.
В катархее (4,6 – 4,0 млрд лет назад) давление атмосферы было низким (меньше 1 атм), воздух состоял по большей части из азота, температура воздуха составляла -40 гр и ниже у полюсов, и чуть выше нуля на экваторе, в среднем по планете - -6 гр. Океанов и даже морей тогда еще не было.
В архее началась дегазация мантии, на планете постепенно распогодилось. 3,9 – 3,8 млрд лет назад возникли первые моря, и небольшие ледники.
3,6 млрд лет назад возник мелководный океан. 3,4 млрд лет назад давление атмосферы достигло 2 атм (азот и углекислый газ). Средняя температура достигла +30 гр, на экваторе +50 гр.
2,9 млрд лет назад давление атмосферы достигло 6 атм (1 атм азота и 5 атм углекислого газа). Сформировался полноценный Мировой океан, что привело к усреднению климата на полюсах и экваторе. Средняя температура достигла +50 гр, на экваторе – +60 гр.
С 2,6 по 2,5 млрд лет назад произошел быстрый уход углекислого газа из атмосферы (и падение давления до 1 атм), что привело к резкому похолоданию, и наступлению Гуронского оледенения. Средняя температура атмосферы упала с +54 до +6 гр. В это время на Земле существовал один суперконтинент – Моногея, и он располагался на экваторе. Уровень стояния континента над морем был очень высок, около 6 км, и оказался выше нижней границы снегов, что привело к уникальному событию в земной истории – почти полному оледенению континента на экваторе. Гуронское оледенение было самым масштабным за всю историю Земли, окончилось 2,2 – 2,0 млрд лет назад.
Далее начались два противоположных процесса. За счет связывания атмосферного азота, происходило снижение давления атмосферы, что понижало ее температуру. Но также постепенно росла светимость Солнца, что повышало температуру. В итоге средняя температура оставалась на уровне +10-11 гр. На континентах в высоких широтах происходили оледенения.
Около 250 млн лет назад давление атмосферы начало повышаться. Средняя температура достигла +16,2 гр. Отчасти это было связано с активным выделением кислорода в атмосферу.
В мезозое (250 - 66 млн лет назад) появились цветковые растения, сильно влияющие на климат, средняя температура понизилась до 14,8 гр. Эта тенденция, снижение температуры атмосферы, будет продолжаться и дальше, на радость Грете, но через миллиард лет от нас, ситуация поменяется. Из земной коры начнет выделяться кислород в огромных количествах, его давление достигнет 16 атм, а температура воздуха +100 гр, дальше давление и температура будут еще больше. Ничего живого на планете уже не будет, конечно же.
Вот так менялся климат на Земле в течение ее существования.
На этом спасибо за внимание!