Состав атмосферы и его формирование в процессе эволюции биосферы (стр. 3 из 6)
За всю историю существования нашей планеты в результате бактериального и растительного фотосинтеза выделилось 1,8-2,3*
г 
. Эта величина получена на основе данных о количестве органического углерода, захороненного в осадках. Для окисления горных пород, находящихся на Земле, потребовалось бы почти на порядок большее количество кислорода. Следовательно, фотосинтезирующие организмы могли лишь частично сформировать кислородную атмосферу Земли[3].На основе изучения изотопного состава
воздуха показано, что кислород атмосферы состоит на 2/3 из кислорода геологического происхождения и на 1/3 из кислорода, генерированного фотосинтезирующими организмами. Первичный кислород образовался в результате дегазации базальтовой магмы ( поступление из земных недр продолжается и в настоящее время). Коллектором этого газа служат воды океана. Биогенный кислород появился позже. В итоге современная атмосфера формируется за счет как абиогенного, так и биогенного кислорода.Деятельность человека в основном направлена на уменьшение количества кислорода в атмосфере. В связывании свободного кислорода воздуха заключается сущность сжигания любого органического топлива. Ежегодно человеком в процессе сжигания из атмосферы извлекается около 9*
г кислорода, что составляет почти 2% его количества, вырабатываемого за этот период растениями биосферы. Отрицательное влияние деятельности человека на развитие лесов также вносит ощутимый «вклад» в уменьшение поступления кислорода в атмосферу вследствие фотосинтеза. Хотя эта отрицательная роль человека в некоторой степени компенсируется орошением и сельскохозяйственным озеленением засушливых земель, однако масштабы этих процессов до настоящего времени несоизмеримы[2].5. Второстепенные компоненты атмосферы
5.1 Аргон
Это наиболее распространенный инертный газ атмосферы, который почти полностью имеет радиогенное происхождение и образуется в результате распада радиоактивного изотопа калия-40 по схеме
+е→ 
.Период полураспада
, который составляет 0,0119% природного калия, равен 1,3 млрд. лет. Таким образом, поступление аргона в воздушную оболочку Земли из литосферы происходит постоянно. Изотопный состав следующий: 96,6%; 
0,063%; 
0,337%[2].5.2 Углекислый газ
В атмосфере содержится 58*
моль углерода в составе углекислого газа. В отличие от кислорода, основная масса которого заключена в атмосфере, лишь около 2% свободного 
находится в газообразном состоянии в воздухе. Оставшиеся 98% углекислого газа ( 2943* моль углерода) растворены в гидросфере и, таким образом, заключены в Мировом океане[3].Зеленые растения в процессе фотосинтеза накапливают углерод из воздуха, превращая углекислый газ в сложные углеводороды, имеющие общую формулу –СООН-. Биологический цикл углерода в окружающей среде может быть изображен следующей схемой:
→-СООН-→ газ тв. вещ-во газ
Органическое вещество, являющееся аккумулятором солнечной энергии, в определенных условиях после гибели растений и живых организмов может быть преобразовано в ископаемые, обогащенные углеродом, твердые и жидкие органические продукты, концентрирующие энергию, аккумулированную живым веществом. Эти продукты – каменный уголь и нефть – являются в настоящее время главной энергетической базой человеческого общества и уже в течение ряда столетий повсеместно используются в качестве горючих полезных ископаемых. Образование последних происходило в результате захоронения органических остатков в осадочных породах, что преграждало доступ к ним свободного кислорода. В противном случае в процессе разложения весь углерод органического веществ был окислен до
.Особенно благоприятные условия для захоронения отмерших растительных остатков в девонском и каменноугольном периодах палеозойской эры. Захоронение органических остатков в течение геологического времени сохранило в атмосфере значительное количество кислорода. На важную роль геохимическую роль захоронения углерода для формирования кислородной атмосферы земного шара указывал В. И. Вернадский. Однако в последнее столетие человек с поразительной быстротой использует горючие ископаемые, которые накапливались в земной коре в течение сотен миллионов лет. Ежегодно в атмосферу выводится порядка 0,42* моль углерода. Столь значительные поступления техногенного углекислого газа в течение последнего столетия существенно увеличили его содержание в атмосфере. Эффект воздействия растущей концентрации в атмосфере на окружающую среду в течение длительного времени обсуждается специалистами. Главную заботу при этом вызывает способность углекислого газа к абсорбции длинноволнового излучения, что может привести к так называемому парниковому эффекту, следствием которого должно быть постепенное потепление климата. При существующих масштабах накопления расчетный уровень потепления составляет 2ºС[3].При переходе человечества на использование иных видов энергии ( ядерной, солнечной, геотермальной и т. д. приток
в атмосферу резко сократится. При сохранении существующих темпов роста потребления ископаемого топлива запасов каменного угля на Земле хватит на 150 лет, а нефти и газа соответственно на 50 и 49 лет. Таким образом, после 2020 г следует ожидать резкого уменьшения поступления техногенного в атмосферу. В последующие несколько тысяч лет в результате регулирующего воздействия океана содержание углекислого газа в атмосфере будет понижено до уровня, соответствующего природному равновесию[1].6.Микрокомпоненты атмосферы
6.1 Редкие инертные газы ( неон, криптон, гелий, ксенон, радон)
Инертные газы в условиях атмосферы Земли и в биосфере не вступают в какие-либо химические реакции, полностью оправдывая свое название. Наиболее распространенный из них – аргон – по массе составляет более 1% атмосферы, а наименее распространенный – радон – всего 6*
%[5].Происхождение основной массы неона
в атмосфере остается не вполне ясным. является самым распространенным, стабильным изотопом атмосферного неона ( 90,92% ). По всей вероятности, он освобождается и поступает в атмосферу в процессе разрушения магматических горных пород, а так же из вулканических источников. Два других стабильных изотопа 
(0,257%) и 
(8,82%), судя по имеющимся данным, имеют радиогенное происхождение. Считается, что основная масса неона в связи с легкостью этого газа ( неон легче в 1,5 раза воздуха) была потеряна атмосферой на ранних стадиях геологической эволюции Земли[6].Криптон ксенон – весьма редкие инертные газы, находящиеся в атмосфере в состоянии крайнего рассеяния. Они поступают в атмосферу с вулканическими эманациями и газами термальных источников[3].
Гелий – наиболее легкий из инертных газов, являющийся конечным продуктом распада урана и тория. Каждый грамм урана, рассеянного в горных породах, в течение года выделяет 1,16*
мл гелия, каждый грамм тория соответственно 2,43* 
мл. В отличие от прочих инертных газов гелий, несмотря на крайне низкое его содержание в атмосфере, в ряде случаев накапливается в литосфере в значительных количествах, играя заметную роль в составе рудничных газов, а также в природных газах, богатых азотом. Обогащены гелием и газы некоторых термальных источников. Количество гелия, поступившего в атмосферу в процессе геологической эволюции литосферы, должно быть значительно больше его количества, присутствующего в настоящее время в тропосфере и стратосфере. В этой связи был сделан вывод о непрерывном уходе (диссипации) гелия из атмосферы Земли в космическое пространство. В космосе и атмосфере Солнца гелий в отличие от атмосферы Земли является вслед за водородом наиболее распространенным элементом[2].