Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Руттен М. -> "Происхождение жизни " -> 142

Происхождение жизни - Руттен М.

Руттен М. Происхождение жизни — М.: Мир, 1973. — 456 c.
Скачать (прямая ссылка): proishogdeniejizniestestvennimputem1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 136 137 138 139 140 141 < 142 > 143 144 145 146 147 148 .. 181 >> Следующая

Займемся теперь второй переменной величиной, от которой зависит прохождение солнечного излучения через атмосферу. Прежде всего следует отметить, что разные атмосферные газы обладают сильно различающимся распределением по высоте. Обычно газ распределяется по вертикали экспоненциально, причем наивысшая его концентрация наблюдается у поверхности Земли, а с высотой она снижается. Но из четырех интересующих нас газов только два — 02 и С02 — следуют такому обычному экспоненциальному распределению. Распределение Н20 и Оз необычно.
На распределение водяных паров влияет так называемая «холодная ловушка» в тропосфере, на высоте около 10 км. Там, при температуре ниже —40° С, весь водяной пар замерзает, и выше
этой области воды практически нет. На фиг. 92 показано, что приведенные к нормальным условиям водяные пары атмосферы дали бы длину пути более 10 м, и лишь 1 см этого пути приходится на воду из слоев атмосферы, лежащих выше 12 км. Из разд. 6 этой главы мы узнаем, что эта особенность играет важную роль,
Фиг. 87. Коэффициент поглощения озовом в области 180—300 нм (ср. фиг. 86) [1].
определяя максимальное количество свободного кислорода, которое может возникнуть неорганическим путем при фотолизе воды.
Озон тоже распределен в атмосфере необычным образом. В наше время он образуется в верхних слоях атмосферы из кислорода, подвергающегося действию солнечного излучения. Оно разбивает молекулы кислорода на более активные отдельные атомы, часть которых соединяется в трехатомные молекулы озона. Конвекционные токи атмосферы несут этот газ вниз. Но экспоненциальное распределение озона не может установиться, так как озон, едва достигнув поверхности Земли, реагирует с минералами и органическими веществами, окисляя их. Окислительный потенциал озона намного выше, чем у кислорода, и он практически мгновенно исчезает с поверхности Земли.
Таким образом, Оз сейчас распределен в атмосфере почти равномерно. В бескислородной атмосфере дело обстояло иначе. Ведь излучение, за счет которого сейчас образуется озон в верхних слоях атмосферы, тогда доходило до поверхности гидросферы и литосферы. Значит, весь озон возникал здесь. Он тут же связывался, окисляя различные вещества. Таким образом, в бескислородной атмосфере должен был существовать сравнительно тонкий слой озона вблизи поверхности Земли. Конечно, образующееся количе-
ство озона зависит от того, сколько свободного кислорода имеется в верхних слоях атмосферы, и эта зависимость была принята во внимание Беркнером и Маршаллом при расчетах. Их результаты приведены на фиг. 94.
5. ПОГЛОЩЕНИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В АТМОСФЕРЕ
Теперь мы можем заняться вопросом, какая часть солнечного излучения поглотилась бы атмосферами разного состава. Кривые, к которым мы обратимся, показывают количество интересующего нас атмосферного газа (выраженное или в длине пути при нормальных условиях, или в долях содержания в атмосфере, PAL, или обоими способами сразу), которое, присутствуя в атмосфере, могло бы поглотить излучение данной длины волны до некоторого определенного уровня.
Теоретически солнечное излучение никогда не поглощается полностью ни в атмосфере, ни в гидросфере. Всегда какая-то часть излучения проходит. Но поскольку поглощение — процесс «экспоненциальный», это количество быстро снижается до столь незначительной величины, что ею можно пренебречь. Поэтому надо условиться, какое поглощение излучения мы будем считать «полным». Беркнер и Маршалл во всех своих расчетах принимали пороговое значение потока энергии, соответствующее полному поглощению, равным 1 эрг/(см2-с) для 5 нм (когда энергия в спектральном интервале шириной 5 нм поглощается в такой степени, что за 1 с через 1 см2 проходит всего 1 эрг). При таком поглощении (экстинкция) Солнце было бы всего лишь в 50 раз ярче полной Луны. Ниже этого уровня никакие неорганические фотохимические реакции практически не идут.
Если оставить в стороне довольно регулярное возрастание потока энергии с увеличением длины волны солнечного излучения (фиг. 85), то кривые, указывающие количество газа, необходимое для поглощения определенной длины волны до принятого нами уровня, являются как бы зеркальным отражением кривых коэффициентов поглощения для разных длин волн. Ведь чем меньше коэффициент поглощения, тем более прозрачен газ для излучения данной длины волны и, следовательно, тем толще будет слой газа, необходимый для ослабления этого света до принятого уровня.
Изменения в количестве водяных паров и двуокиси углерода слабо влияют на поглощение ультрафиолетового излучения. Решающую роль играют здесь кислород и его производное — озон.
График, приведенный на фиг. 88, показывает, что при современном содержании в атмосфере водяных паров они эффективно поглощают солнечный ультрафиолет с длиной волны менее 200 нм. Но даже при десятикратном увеличении их содержания они ела-
бо поглощают излучение с большой длиной волны. Поскольку водяные пары находятся в равновесии с жидкой водой Мирового океана, а верхний предел их распространения ограничен «холодной ловушкой» в тропосфере, можно думать, что их содержание в атмосфере никогда не подвергалось значительным колебаниям.
Предыдущая << 1 .. 136 137 138 139 140 141 < 142 > 143 144 145 146 147 148 .. 181 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed