Головна

Еволюція атмосфери і походження життя

  1.  C) Еволюція статевого процесу у рослин
  2.  I. Страхування життя.
  3.  I. Тяжка шкода здоров'ю за ознакою небезпеки для життя.
  4.  II. Чи не небезпечний для життя шкоду здоров'ю, який є тяжким за наслідками
  5.  IV. ВЛАДА ЯК ЯВИЩЕ суспільного життя
  6.  O мети в житті
  7.  А що вас в церковному житті радує?

Акреція речовини Землі привела до тимчасового його розігріву і легких молекул первинної атмосфери, перш за все водню і гелію, розсіяних в космічному просторі. Подальше зниження температури в результаті сильного випромінювання тепла призвело до утворення твердої кори. Активний вулканізм заважав цього процесу, але в той же час постачав великі кількості газів, з яких утворилася вторинна атмосфера. У ній, крім Н2, Було багато інших газів, таких, як СН4, NН3 і Н2О (рис. 2).

Мал. 1 Процентний склад основних елементів кори Землі

 Ультрафіолетове випромінювання Сонця

 Вуглеці, гетероциклічні підстави, амінокислоти і інші найпростіші углеродсодержащие молекули

Мал. 2 Схема освіти найпростіших органічних сполук з газів первинної атмосфери під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця

Поряд з водяними парами вже існував і древній океан, що складається з рідкої води. вуглекислоти Н2СОз було мало, так як її відновлювали з'єднання Fe3+ містилися в земній корі. Приблизно 1 млрд. Років атмосфера була відновної, були можливості для процесів абіогенного утворення та накопичення багатьох з'єднань.

На відновну вторинну атмосферу впливали великі потоки енергії: короткохвильове ультрафіолетове випромінювання, іонізуюче випромінювання Сонця (зараз екранується озоновим шаром), електричні розряди (грози, коронні розряди), місцеві джерела тепла вулканічного походження. У цих умовах міг йти активний хімічний синтез, при якому з газів вторинної атмосфери через такі проміжні продукти, як синильна кислота, етилен, етан, формальдегід і сечовина, утворилися спочатку мономери, а потім і полімери. З огляду на те, що окислення не відбувалося, водойми збагачувалися амінокислотами, пуриновими і піримідинових основ, цукрами, карбоновими кислотами, ліпідами .. Утворився «первинний бульйон». Відбувалися процеси осадження, поділу та адсорбції, а на поверхнях мінералів (глина, гаряча лава) - подальші синтетичні процеси (рис. 4). Це підтверджується результатами аналізу древніх земних хімічних копалин ііх порівнянням з позаземним органічною речовиною (метеорити), а також численними модельними експериментами, які показали, що в суміші газів, що відтворює атмосферу, при достатньому припливі енергії дійсно відбуваються процеси синтезу органічних речовин. Серед продуктів цьогосинтезу знайдені основні біологічно важливі сполуки, в тому числі 14 амінокислот, пуринів і піримідинів, цукру, АМФ, АДФ, АТФ, жирні кислоти і порфірини.

У міру зростання втрати Н2 в космічний простір створювалася третинна атмосфера, що містить велику кількість N2 (З NH3), СО2 (З вулканічних газів і з СН4) І водяної пари.



 Предклеточние агрегати ^ ^ ^ Гамма-випромінювання гірських порід
 Фільтрація, хроматографічне розділення

Висохлі шар абіогенних

"Органічних" речовин,

частково з фосфатами

Мал. 4. Можливості хімічної еволюції на Землі

Близько 3,5 млрд. Років тому з'явилися хлорофіллоноснимі організми, здатні здійснювати фотосинтез, т. Е. Використовувати екзогенні джерело енергії (сонячну радіацію) для синтезу з вуглекислого газу, води і мінеральних елементів всіх органічних речовин, необхідних для життя. Ці організми перетворювали сонячну енергію в біохімічну.

СО2(Г) + Н2О (ж) > СН2О (тв) + 02(Г). (1)

«Винахід» фотосинтезу сприяло підвищенню вмісту кисню в атмосфері і формуванню сучасної, четвертичной атмосфери.

В атмосфері Землі кисень спочатку накопичувався шляхом розкладання води і водяної пари під дією ультрафіолетових променів Сонця. Спочатку кисень (О2) Швидко споживався в процесі окислення відновлених речовин і мінералів. Однак настав момент, коли швидкість його надходження (вже переважно в процесі фотосинтезу) перевищила споживання і Про2 почав поступово накопичуватися в атмосфері. Близько 500 млн. Років тому кількість кисню в атмосфері було багато більше, ніж зараз, але згодом в результаті інтенсивної вулканічної діяльності знизилося до сучасного. Біосфера під смертельною загрозою свого власного отруйної побічного продукту була змушена пристосовуватися до таких змін. Вона здійснювала це за допомогою розвитку нових типів біогеохімічного метаболізму, які підтримують різноманітність життя і на сучасній Землі.

Припускають, що життя на Землі почалася в океанах близько 4,2-3,8 млрд. Років тому. Найдавніші з відомих викопних - бактерії з порід з віком близько 3,5 млрд. Років. У породах цього віку є свідчення досить розвинутого обміну речовин, при якому використовувалася сонячна енергія для синтезу органічної речовини. Найбільш ранні з цих реакцій, ймовірно, були засновані на сірці (S), що надходить з вулканічних виходів:

СО2(Г) + 2H2S > СН2О (тв) + 2S (тв) + Н2О (ж) (2)

(Органічна речовина)

Вміст вуглекислого газу (СО2) В четвертичной атмосфері на порядок перевищувала сучасний рівень, потім зменшилася в такій мірі, що 500 млн. Років тому воно стало помітно нижче сучасного рівня і досягло його лише значно пізніше.

Поступово виникла атмосфера сучасного складу. До того ж кисень в стратосфері зазнав фотохімічні реакції, що призвели до утворення озону (О3), Що захищає Землю від ультрафіолетового випромінювання. Цей екран дозволив вищим організм вийти на сушу.

Отже, походження атмосфери нерозривно пов'язане з освітою Землі. Еволюція атмосфери відбувалася (і відбувається) під впливом наступних факторів:

- Акреції речовини міжпланетного простору;

- Виділення газів при вулканічної діяльності;

- Хімічної взаємодії газів атмосфери з компонента гідросфери і літосфери;

- Дисоціації молекул газів, складових повітря, під впливом сонячного ультрафіолетового і космічного випромінювання;

- Біогенних процесів в живу речовину біосфери;

- Антропогенної діяльності.




 ГЛАВА 1. Фізико-хімічні процеси в атмосфері |  склад атмосфери |  Мікрокомпонентного домішки в атмосфері |  геохімічні джерела |  Біологічні джерела. |  антропогенні джерела |  Радіоактивне забруднення атмосфери |  Озоновий захисний шар |  Механізми руйнування озону |  Склад і будова літосфери |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати