Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кеньон Д. -> "Биохимическое предопределение " -> 58

Биохимическое предопределение - Кеньон Д.

Кеньон Д., Стейнман Г. Биохимическое предопределение — М.: Мир, 1972. — 355 c.
Скачать (прямая ссылка): biohimicheskiepredopredeleniya1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 153 >> Следующая

биологическом смысле элемент, как сера. И Юри [17] и Холленд [21]
обсуждали эту проблему, и, хотя они расходятся по вопросу о вероятных
равновесных парциальных давлениях, они согласны в том, что доминирующей
молекулярной формой, по-видимому, был сероводород H2S, а не S02. Речь
идет о следующей реакции:
H2S + 2Н.0 S02 + Н2. (7)
Холленд приходит к выводу, что H2S служил главным компонентом первобытных
магматических газов, хотя его парциальное давление было, вероятно,
значительно ниже 1 атм.
Однако состав первобытных вулканических эксгаляций, видимо, значительно
отличался от состава атмосферы в целом, так как средняя температура
последней, по крайней мере вблизи поверхности Земли, должна была быть
значительно ниже 1200 °С. Используя данные по термодинамическому
равновесию для реак-
ВОССОЗДАНИЕ УСЛОВИЙ, СУЩЕСТВОВАВШИХ НА ДРЕВНЕЙ ЗЕМЛЕ 129
ций, в которых участвуют СО, С02, СН4, Н20 и Н2 (при 25 °С), возможно
оценить равновесные давления углеродсодержащих газов, однако для этого
необходимо попытаться представить себе, каким было давление водорода. Как
отметил Холленд, оценить давление водорода на первобытной Земле
чрезвычайно трудно, в основном в связи с тем, что у нас отсутствуют хотя
бы смутные представления о температуре в верхних слоях примитивной
атмосферы; между тем именно от этой температуры зависела скорость
рассеивания Н2 в межпланетное пространство [211. Тем не менее Холленд
утверждает, что время, в течение которого из первобытной атмосферы
произошла утечка половины содержавшегося в ней Н2, вероятнее всего,
составляет 103—10е лет, а следовательно, давление водорода в примитивной
атмосфере находилось в пределах между 2,5-10~5 и 0,77 атм. Исходя из этих
крайних значений давления Н2 и учитывая общие количества избытков
летучих, указанные Руби, Холленд вычислил предельные значения давлений
СОа, СН4, N2, NH3 и H2S на самых ранних стадиях истории атмосферы, т. е.
в тот период, когда в мантии все еще находились большие количества
металлического железа (табл. 9).
Таблица 9
Вероятный химический состав атмосферы на стадиях 1, 2 и З1) (суммарные
данные) [21]
Стадия I Стадия 2 Стадия 3
Основные компоненты сн4 n2 n2
Я2)>10-2 атм Н, (?) о.
Минорные компоненты Н, (?) Аг
10'4<Р<10-2 атм Н20 Н20 Н20
N'2 о и со2
H,S Аг
NH3
Ar
Следовые компоненты Не Ne Ne
Ю-в<р<ю-4 атм Не Не
СН4 СН4
NH, (?) Кг
SO. (?)
II2S (?)
1) Стадия I—от 4,5 до 4,0 млрд. лет До н. s.; стадия 2—от 4,0 До 2,0
млрд. лет до н. э.; стадия 3—от 2,0 млрд. лет до н. в. до настоящего
времени.
2) Р—парциальное давление.
9—1139
130
ГЛАВА III
. После образования расплавленного ядра вулканические экс-галяции
находились, но-видимому, в равновесии с расплавами глубинных зон, в
которых отсутствовало металлическое железо [21]. Холленд доказывает, что
в этих условиях равновесное давление 02 должно было составлять 10~3, а не
1(Г12>5 атм, как на предыдущей стадии. Такое возрастание давления 02
приводило к общему повышению степени окисления магматических газов,
опять-таки при условии, что в расплавах достигается состояние
термодинамического равновесия. Таким образом, главными компонентами
вулканических газов на этой второй стадии истории атмосферы были,
вероятно, пары воды, С02, S02, а также в небольших количествах N2 и Н2;
метан и H2S фактически отсутствовали. Итак, предполагаемый состав
вулканических эксгаляций оказывается сходным с составом эксгаляций в
настоящее время. Говоря о вероятном равновесном составе относительно
холодной атмосферы, Холленд рассматривает большое число равновесных
газофазных реакций, а также равновесных реакций, сопровождающих
выветривание пород, в которых, как это можно предполагать, принимали
участие некоторые вулканические газы. Он приходит к выводу, что, несмотря
на обилие С02 в вулканических эксгаляциях, его количество в атмосфере
поддерживалось на низком уровне вследствие взаимодействия с
породообразующими минералами, как это предполагает Юри (уравнение 2)
(хотя, по утверждению Руби [9], равновесие Юри, вероятно, никогда не
достигалось).
Наконец, Холленд рассматривает переход от этой второй стадии развития
атмосферы к современной атмосфере, богатой кислородом. Детали этой фазы в
модели Холленда нас сейчас не интересуют. Достаточно отметить лишь, что
главная роль в этом переходе отводится фотосинтезу (вслед за биогенезом),
который послужил источником значительных количеств кислорода в атмосфере.
В табл. 9 в суммарном виде представлены выводы Холленда [21] относительно
состава земной атмосферы на всех трех стадиях ее развития.
Модель Холленда объединяет главные черты метан-аммиачной и углекисло-
азотной гипотез, обсуждавшихся выше. Она, в частности, утверждает, что
молекулярный кислород фактически отсутствовал на ранних стадиях истории
атмосферы. Однако такой синтетический подход влечет за собой существенные
изменения в каждой из этих точек зрения. Прежде всего две схемы состава
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 153 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed