Есть мнение, что у нас очень много азота. Это не совсем корректное мнение. У нас много метана. И этана тоже прилично получается. Азота же мало. Хотя, в состав природного газа неизменно входит и азот. Но если так считать, то больше всего азота, – как минимум, на условный баллон, – выйдет у голландцев.
...Если же считать «нами» всё человечество, то азота в газообразной форме у нас действительно много. Причём, не только на Земле, но и на Венере, и на Титане, – всё это очевидно тоже наше. Как минимум, других претендентов невидно. Ещё есть замёрзший азот на внешних телах, но – не суть.
Суть же, конечно, в том, почему земная атмосфера азотная по преимуществу. Тогда как у других планет земного типа – Венера и Марса – атмосферы углекислотные.
Начать же следует с того, что азот – один из самых распространённых в космосе химических элементов. В данном рейтинге он занимает шестое место, после водорода, гелия, кислорода, углерода и неона. Соответственно, азота много не только у нас, но и вообще – в галактических туманностях. Где он, однако, присутствует преимущественно в составе аммиака.
Особенность азота, однако, в том, что в состав хондритов – первичного твёрдого вещества Солнечной системы, – он входит почти только в виде связанного аммиака. Соответственно, его примесь очень невелика… Но в такой же форме в хондриты включена и вода.
...В предыдущих публикациях отмечалось, что ещё в процессе рождения планеты, – на катастрофической стадии слияния уже крупных тел, – внешние слои вещества «просушиваются», после нескольких циклов импактного испарения и конденсации теряя все летучие и легкоплавкие компоненты. Таким образом, карьеру планета начинает с атмосферой первичной, захваченной из туманности, и состоящей из водорода, гелия, неона, углекислого газа, метана, аммиака, сероводорода и водяного пара. Конкретная доля в её составе разных газов зависит от массы планеты. Легкие газы, начиная с водорода, быстро теряются. Содержащие же водород – разлагаются радиацией.
Но всё это рассматривалось уже несколько раз и в данном случае интересна судьба азота. При относительно высокой температуре (а на молодой катархейской Земле она достигала 270 градусов) аммиак также летуч, как и метан. Земная гравитация недостаточна, чтобы надёжно удержать столь лёгкие газы.
Другое дело, молекулярный азот, образующийся при разложении аммиака. Относительно низкая его «летучесть» позволяет считать, что часть азота в земной атмосфере сохранилась с момента рождения планеты. Однако, часть, вероятно, очень малая. Ибо неон, например, был потерян почти весь. Составляя 0.13% от общей массы барионной материи вселенной, на Земле это один из самых редких элементов. Летучесть неона (это моноатомный газ), конечно, велика, но атомная масса неона, всё-таки, 20, против 17 у аммиака и 16 у метана.
...Речь, собственно, о том, что в современной атмосфере Земли (это же касается Марса и Венеры) ничего не осталось от атмосферы первичной. Неона в ней нет, поскольку инертный газ не входил в состав твёрдого вещества первичного «холодного» избежавшего просушивания ядра планеты. Современные атмосферные газы, перешедшие из ядра в мантию в процессе окончательной дифференциации недр, имеют вулканическое происхождение. И много ли в вулканических выбросах азота?
Мало. Но он в них есть. В число вулканических газов также входит водяной пар, однако, основным элементом оных является газ углекислый. Который, кстати, ещё и весьма тяжёл (44 против 28 у молекулярного азота). Из атмосферы не выгонишь.
Соответственно, легко понять почему атмосферы Венеры и Марса – углекислотные. Абсолютно высокое количество азота на Венере свидетельствует, что когда-то эта планета была очень «горяча». Из её недр вышло, как минимум, вчетверо больше газов, чем из земных. Из недр Марса же в сотню раз меньше. Азота в составе его атмосферы в абсолютном измерении теперь, впрочем, меньше не в 100, а в 5000 раз, чем на Земле. Но это потому, что большая часть атмосферы потеряна. Азот же более летуч, чем углекислый газ.
...О чём речь? О том, что вопрос изначально поставлен неверно. Дело не в том, почему в атмосфере Земли много азота (его мало, если сравнить с Венерой), а в том почему в ней почти нет углекислого газа.
Нет же его, поскольку углекислый газ в основной массе минерализовался абиогенным путём ещё в архее. При контакте воды, в которой растворена углекислота, с лавой углерод переходит в карбонаты. Окончательно зачистку завершили уже процессы биогенные. В результате деятельности живых организмов углерод из атмосферы миллиардами лет захоранивался в известняках, нефтеносных пластах и угольных залежах. Азот же… в молекулярной форме почти инертен. Пока углекислый газ, активно восполняясь выбросами вулканов, разнообразными способами расходовался, азот, поступления которого были намного ниже, просто копился.
Но это – на Земле. Совпадение состава Земной атмосферы с атмосферой Титана, скорее, случайное. На Титане азот, именно, бывший аммиак. Захваченный Сатурном планетоид не «просушивался» и сохранил газы, – по меркам планет и лун невероятно много. Но для планетоидов это нормально. Потом газы, несмотря на крайне низкую температуру, а значит и скорость молекул, большей частью улетучились. А меньшей – вымерзли. По сути, на Титане, как и в первичной туманности, аммиак присутствовал в форме лёгкой примеси к метану. Но метан-то замёрз, образовав горы и «гидросферу» тела. Аммиак же – выгорел до азота, остающегося при характерных для Титана температурах газообразным.
