0. 2.1.5. Критические уровни содержания кислорода в атмосфере

По Л. Беркнеру и Л. Маршаллу (Перельман, 1973) в абиогенную эпоху содержание кислорода не превышало 0,1 % от современного уровня. Кислород образовывался за счет фотодиссоциации воды. Жизнь в таких условиях могла развиваться только в водоемах глубиной более 12 м. По достижении уровня содержания кислорода 1 % от современного создалась возможность поглощения ультрафиолета. Область жизни значительно расширилась, поскольку стало достаточно 30 см воды для задержания ультрафиолета. Этот уровень был достигнут в начале палеозойской эры (примерно 600 млн. лет тому назад). Всего за 20 млн. лет возникло множество новых видов, ускорилось накопление кислорода в атмосфере. Уже через 200 млн. лет (конец силура, 400–420 млн. лет назад) содержание кислорода достигло 10 % от современного. Озоновый экран стал настолько мощен, что жизнь смогла выйти на сушу. Это привело к новому взрыву эволюции.

0. 2.1.6. Этапы эволюции биосферы

Уровни содержания кислорода в атмосфере, рассмотренные выше, могут использоваться как границы этапов развития биосферы Земли. С этой точки зрения биосфера прошла три этапа: восстановительный, завершившийся появлением фотосинтеза и переходом ко второму, слабоокислительному этапу. Третий этап – окислительной фотоавтотрофной биосферы.

Ключевые этапы эволюции биосферы: 600 млн. лет назад жизнь овладела мелководьями и относительно быстро после этого вышла на сушу. Царство млекопитающих и покрытосеменных растений наступило 60 млн. лет назад, т.е., биосфера приобрела облик близкий современному. 6 млн. лет назад возникла группа приматов, являющихся прямыми и непосредственными предками современного человека, – гоминиды. 600 тыс. лет тому назад появился человек разумный, примерно 60 тыс. лет назад овладевший огнем и, таким образом, резко выделившийся из природы. Возникновение современной цивилизации можно отнести к периоду примерно 6 тыс. лет тому назад, а зарождение современного способа производства и начало Нового времени – 6 веков тому назад. Глобальных масштабов антропогенное воздействие на окружающую среду достигло, пожалуй, к середине ХХ века.

Контрольные вопросы

1. С чем связано образование Земли? Какие Вам известны гипотезы?

2. Приведите современную биогеохимическую классификацию элементов.

3. Как произошло образование геосфер?

4. Каков предположительно состав первоначальной атмосферы?

5. За счет чего происходило накопление кислорода в первичной атмосфере Земли?

6. Когда сформировался современный состав атмосферы?

7. Как возникла жизнь с точки зрения синергетики?

8. Назовите основные этапы эволюции биосферы.

Глава 3. Область действия химии окружающей среды

3.1. Земля

Земля имеет массу 6·10²¹ т и состоит из 88 различных химических элементов. Несмотря на все изменения, наблюдаемые в самых разных масштабах времени и пространства, земля в целом остается удивительно постоянной. В последние годы стало особенно ясно, что крупные составные части земного шара, такие, как ядро, мантия, кора, океаны, атмосфера и биосфера могут рассматриваться как сложная, взаимодействующая система. В ней циклично происходит передача вещества от одного резервуара к другому (Сивер, 1983). Об их объемах можно получить представление из табл. 2, а о химическом составе можно судить по данным, приведенным в табл. 3.

Горные породы выветриваются с образованием осадка, который потом заборанивается. При погружении на глубину породы испытывают метаморфизм и/или плавление. Позже они деформируются и перемещаются в горных цепях вверх, чтобы снова подвергнуться выветриванию и совершить новый цикл (рис.2).

Таблица 2

Относительные размеры резервуаров Земли (Андруз и др., 1999)

Мантия	4·1021 т
Ядро	1,9·1021 т
Кора	24·1018 т
Гидросфера	2,4·1018 т
Атмосфера	5·1015 т

Таблица 3