Происхождение и эволюция атмосферы
Состав атмосферы не всегда был таким, как сейчас. Предполагают, что первичная атмосфера состояла из водорода и гелия, которые были самыми распространенными газами в Космосе и входили в состав протопланетно-го газово-пылевого облака.
Результаты исследований М. И. Будыко с количественными оценками изменения массы кислорода и углекислого газа на протяжении жизни Земли дают основание считать, что историю вторичной атмосферы можно разделить на два главных этапа: бескислородной атмосферы и кислородной атмосферы — на рубеже примерно 2 млрд лет тому назад.
Первый этап начался после завершения образования планеты, когда началось разделение первичного земного вещества на тяжелые (преимущественно железо) и относительно легкие (в основном кремний) элементы. Первые образовали земное ядро, вторые — мантию. Эта реакция сопровождалась выделением тепла, в результате чего стала происходить дегазация мантии — из нее стали выделяться различные газы. Сила тяготения Земли оказалась способной удержать их возле планеты, где они стали скапливаться и образовали атмосферу Земли.
Состав этой начальной атмосферы существенно отличался от современного состава воздуха (табл. 1).
Та б л и ца 1 Состав воздуха при образовании атмосферы Земли
В сравнении с современным составом атмосферы
(по В. А. Вронскому и Г. В. Войткевичу)
Газ Его состав Состав атмосферы
Земли
при обра- современ-
зовании ный
Азот N3 1,5 78
Кислород О2 0 21
Озон О3 — 1(Г5
Углекислый газ СО2 98 0,03
Оксид углерода СО — 10~4
Водяной пар Н2О 0,4 0,1
Аргон Аг 0,19 0,93
Кроме этих газов, в атмосфере присутствовали метан (СН4), аммиак (МН3), водород (Н2) и др.
Характерной чертой этого этапа было убывание углекислого газа и накопление азота, который к концу эпохи бескислородной атмосферы стал основным компонентом воздуха.