Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
Список литературы
1. Berkner L. V., Marshall L. С., On the origin and rise of oxygen concentra
tion in the earth’s atmosphere, J. Atmospheric Sci., 22, 225—261 (1965).
2. Berkner L. V., Marshall L. C., Limitation of oxygen concentration in a
primitive planetary atmosphere, J. Atmospheric Sci., 23, 133—143 (1966).
3. Ericsson E., Possible fluctuations in atmospheric carbon dioxide due to changes in the properties of the sea, J. Geophys. Res., 13, 3871—3876 (1963).
4. Postma H., The exchange of oxygen and carbon dioxide between the ocean and the atmosphere, Neth. J. Sea Res., 2, 258—283 (1964).
5. Rubey W. W., Development of the hydrosphere and atmosphere, with spe-
cial reference to probable composition of the early atmosphere, Geol. Soc. Am., Spec. Papers, 62, 631—650 (1955).
6. Rutten M. G., Geologic data on atmospheric history, Palaeogeography, Palaeoclimatol., Palaeoecol., 2, 47—57 (1966).
7. Sagan L., On the origin of mitosing cells, J. Theoret. Biol., 14, 225—274 (1967).
8. White D. E., Waring G. A., Volcanic emanations. Data of geochemistry, 6th ed., U. S. Geol. Surv., Profess. Papers, 440-K, 29 (1963).
ИСТОРИЯ АТМОСФЕРНОГО КИСЛОРОДА И ДВУОКИСИ
УГЛЕРОДА
1. НАБРОСОК ИСТОРИИ АТМОСФЕРНОГО КИСЛОРОДА И ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА
Теперь, основываясь на фактах, изложенных в предыдущих главах, можно попытаться дать краткий очерк истории появления и накопления кислорода и двуокиси углерода в атмосфере. Остальных газов атмосферы мы не коснемся, так как только эти два газа существенно важны для истории жизни. Количество водяных паров в атмосфере нашей планеты, очевидно, всегда было сравнительно неизменным (разд. 5 и 6 предыдущей главы), но данных о количестве СОг и Ог в прошлом нам недостает. Все же попытаемся представить себе историю этих двух газов. На фиг. 99 показан возможный ход изменений содержания Ог и СОг в долях PAL (PAL — содержание в современной атмосфере; см. разд. 5 предыдущей главы) с течением времени.
Поскольку мы считаем, что главные орогенические циклы играли важную роль в истории жизни, создавая условия, благоприятные для ее развития, и непосредственно влияя на производство и потребление кислорода и двуокиси углерода, на схеме отмечены главные горообразования (ср. фиг. 44). Как мы видели, в данных абсолютного возраста главных орогенных периодов еще много неточностей, и возможно, что наши представления об их возрасте в дальнейшем подвергнутся пересмотру. Но суть дела не в том, когда произошло то или иное горообразование, а в том, что ороген-ные и геосинклинальные периоды последовательных орогениче-ских циклов ритмично сменяли друг друга.
«Возраст Земли» и «возраст древнейших горных пород» также указаны на фиг. 99. Как мы помним, эти данные получены не прямым измерением, а рассчитаны по изохронам радиогенных изотопов. Самая древняя датировка, полученная непосредственным радиометрическим анализом,— возраст древнейших пород коры (гл. III, разд. 14 и 16). Отмечена также основная стратиграфическая граница геологической истории — граница между докембрием и фанерозоем. Это, собственно говоря, возраст древнейшей материковой флоры высших растений (гл. XV, разд. 10).
2. ИСТОРИЯ АТМОСФЕРНОГО КИСЛОРОДА
Сначала мы рассмотрим историю атмосферного кислорода, так как об основных аспектах ее мы уже имеем кое-какие, впрочем довольно ненадежные, сведения. Мы знаем, что содержание кис-
Содержание в
современной
атмосфере
УровеньПастера
Уровень Юри
Возраст, млрд. лет
Фиг. 99. Предполагаемая история атмосферного кислорода и двуокиси углерода (объяснение см. в тексте).
лорода, освобождаемого при неорганической фотодиссоциации воды, не могло подняться выше так называемого уровня Юри (гл. XV, разд. 6) — 0,35 см в нормальных условиях, т. е. менее
0,001 его содержания в современной атмосфере. Не боясь ошибиться, можно принять, что этот уровень был достигнут уже ко времени образования древнейших горных пород, т. е. 4,5 млрд. лет назад (пункт а на нашей диаграмме).
Через какое-то время, когда органический фотосинтез достиг такой степени развития, что за его счет кислород мог производиться быстрее, чем он терялся на окисление минералов земной коры, уровень Юри был превзойден. В предыдущей главе подчеркивалось, что потери на окисление минералов в орогенные периоды были выше, чем в геосинклинальные. Поэтому можно полагать, что уровень Юри был нарушен или перед мареальбидским горообразованием, или после него. Не имея данных о том, когда произошло это событие, я из осторожности принял, что оно произошло более чем 3 млрд. лет назад (точка Ъ).
Фотосинтез должен был начаться еще до этого события, поскольку, как мы знаем, сначала за счет фотосинтеза образовывалась лишь часть всего кислорода, до того высвобождавшегося только в результате неорганической фотодиссоциации воды. Поглощение жесткого солнечного излучения в верхних слоях атмосферы, выше «холодной ловушки», где задерживаются пары воды, зависит от общего уровня содержания кислорода независимо от его происхождения. Но мы не имеем сведений ни о том, когда начался фотосинтез, ни о том, сколько времени продолжалось накопление биогенного кислорода, и цифры, указанные на нашей диаграмме, можно оспаривать.
