Историческое землеведение. Палеогеография

Образование атмосферы Земли. Химический состав первичной атмосферы

Как уже говорилось, уже изначально в Земле содержалось очень мало легких элементов и их соединений, солнечным ветром отнесенных на периферию Солнечной системы. Все они находились в связанном виде в составе твердых минералов. Однако изменения, происходившие с твердой оболочкой Земли, стимулировали их высвобождение из недр планеты на ее поверхность.

В самом начале Лунного этапа развития Земли, когда химико-плотностная конвекция еще не развивалась, выделение летучих веществ из первичной коры происходило при метеоритных бомбардировках. При этом водяной пар, углекислый газ, кислые дымы (НС1 и HF) и пр. поглощались раздробленными породами реголита. Однако после начала интенсивного вулканизма газы, содержащиеся в мантии, стали выходить на поверхность в значительно больших объемах, чем ранее. Вначале они также поглощалась реголитом, но к концу Лунного этапа насытили его и стали концентрироваться вокруг планеты сплошной оболочкой. Так началось образование первичной атмосферы Земли. Первоначально она имела очень небольшую мощность и плотность.

Газы выделялись при дегазации мантий и у других планет, но только Венера смогла удержать их в полном объеме. Маленькая Луна (масса 0,01 массы Земли) и обдуваемый солнечными ветрами небольшой Меркурий не смогли удержать выделявшиеся при дегазации их мантий газы. Атмосфера Марса, имеющего 0,1 массы Земли, крайне разрежена.

Химический состав первичной атмосферы, определенный по составу газа в га- зово-жидких включениях, найденных в осадочных раннеархейских породах Алданского щита, был совершенно другим, чем сейчас, и, скорее, напоминал современные атмосферы Венеры и Марса. В первичной атмосфере Земли присутствовали также хлористый водород, сера, метан, аммиак, сероводород, галоидные кислоты, фторная, бромная кислоты, борная кислота. По составу она носила восстановительный характер и свою функцию по защите поверхности Земли от космического холода выполняла исправно — температура на поверхности уже к концу лунного этапа выровнялась и поднялась до 15° тепла (температура лучистого равновесия).

Возникает вопрос — был ли свободный кислород в первичной атмосфере? Наличие легко окисляющихся, но не окисленных веществ, слабые темпы выветривания (малая мощность и обломочный состав первых кор выветривания), высокое отношение закисного железа к окисному (Fe0/Fe203) — эти и другие факты говорят о том, что свободного кислорода тогда в атмосфере не было. Таким образом, можно сказать, что в Лунный этап развития Земли атмосфера была бескислородной — насыщаться кислородом она стала только после появления на Земле жизни.