Моделирование климата Земли показывает, что более чем через миллиард лет количество кислорода в атмосфере нашей планеты уменьшится почти в 100 раз. Что ждет планету после?
Читайте «Хайтек» в
Атмосфера Земли
- Границы атмосферы
Атмосферой принято считать ту область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй как единое целое. Она переходит в межпланетное пространство постепенно, в экзосфере, начинающейся на высоте 500–1000 км от поверхности Земли.
По определению, предложенному Международной авиационной федерацией, граница атмосферы и космоса проводится по линии Кармана, расположенной на высоте 100 км, выше которой авиационные полеты становятся полностью невозможными.
NASA использует в качестве границы атмосферы отметку в 122 км (400 000 футов), где «шаттлы» переключались с маневрирования с помощью двигателей на аэродинамическое маневрирование.
Атмосфера Земли возникла в результате двух процессов: испарения вещества космических тел при их падении на Землю и выделения газов при вулканических извержениях (дегазация земной мантии). С выделением океанов и появлением биосферы атмосфера изменялась за счет газообмена с водой, растениями, животными и продуктами их разложения в почвах и болотах.
Вдох Земли | Фрагмент международной онлайн-конференции «Глобальный кризис. Время правды»
В настоящее время атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения).
История образования атмосферы
Согласно наиболее распространенной теории, атмосфера Земли на протяжении истории последней перебыла в трех различных составах. Первоначально она состояла из легких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства. Это так называемая первичная атмосфера.
На следующем этапе активная вулканическая деятельность привела к насыщению атмосферы и другими газами, кроме водорода (углекислым газом, аммиаком, водяным паром). Так образовалась вторичная атмосфера. Эта атмосфера была восстановительной. Далее процесс образования атмосферы определялся следующими факторами:
- утечка легких газов (водорода и гелия) в межпланетное пространство;
- химические реакции, происходящие в атмосфере под влиянием ультрафиолетового излучения, грозовых разрядов и некоторых других факторов.
Кислород в атмосфере
Состав атмосферы начал радикально меняться с появлением на Земле живых организмов, в результате фотосинтеза, сопровождающегося выделением кислорода и поглощением углекислого газа.
Первоначально кислород расходовался на окисление восстановленных соединений — аммиака, углеводородов, закисной формы железа, содержавшейся в океанах и другом.
Почему кислород исчезает из атмосферы?
Оказалось, что в течение этого времени с Земли происходит довольно стабильная утечка кислорода со скоростью примерно 8,4 промилле за миллион лет. В частности за последние 800 тыс. лет в атмосфере стало примерно на 0,7% меньше кислорода.
Дыхание Земли. Куда уходит вода? — АЛЛАТРА ТВ
Уменьшение количества кислорода в атмосфере происходит довольно медленно. Вероятно, в ближайшие миллионы лет оно не угрожает человеческой жизни. Но информация о природе таких циклов очень важна для науки.
Нужно знать, под влиянием каких факторов происходят изменения. Эту информацию можно использовать в том числе при терраформировании Марса, когда люди начнут заселение Красной планеты. Вероятно, нам придется повышать количество кислорода в марсианской атмосфере.
Почему кислород исчезает?
Ученые еще не пришли к единому мнению, почему атмосфера Земли медленно теряет кислород. Есть две гипотезы.
- Увеличение скорости эрозии, в результате которой из почвы извлекается больше горных пород, которые окисляются и связывают больше кислорода.
- Изменение климата. За последние несколько миллионов лет температура немного снизилась, несмотря на резкий рост в последние десятилетия. Из-за снижения температуры могла инициироваться цепочка экологических реакций, в результате которой больше кислорода стало растворяться и связываться в Мировом океане.
Кислород исчезнет полностью?
Да, по крайне мере к такому выводу пришли японский ученый из Университета Тохо Казуми Озаки и его американский коллега Кристофер Рейнхард из Технологического института Джорджии.
Специалисты смоделировали эволюцию атмосферы нашей планеты с учетом геологических, биологических и климатических факторов. В результате они выяснили, что земная атмосфера останется относительно стабильной еще около миллиарда лет, а после этого за несколько тысяч лет она превратится в практически бескислородную.
Биосфера не успеет адаптироваться к таким значительным изменениям среды. Мир примитивных анаэробных микробов, который сегодня скрывается в тени, снова возьмет верх.
Вывод авторов работы
Как Земля будет без кислорода?
Такое состояние уже было с нашей планетой до кислородной катастрофы.
Точный состав первичной атмосферы Земли на сегодняшний день неизвестен, однако, как правило, ученые считают, что она сформировалась в результате дегазации мантии и носила восстановительный характер. Основу ее составляли углекислый газ, сероводород, аммиак, метан. В пользу этого свидетельствуют:
- неокисленные отложения, образовавшиеся явно на поверхности (например, речная галька из нестойкого к кислороду пирита);
- отсутствие известных значимых источников кислорода и других окислителей;
- изучение потенциальных источников первичной атмосферы (вулканические газы, состав других небесных тел).
Поскольку подавляющая часть организмов того времени была анаэробной, неспособной существовать при значимых концентрациях кислорода, произошла глобальная смена сообществ: анаэробные сообщества сменились аэробными, ограниченными ранее лишь «кислородными карманами». Анаэробные же сообщества, наоборот, оказались оттеснены в «анаэробные карманы» (образно говоря, «биосфера вывернулась наизнанку»).
В дальнейшем наличие молекулярного кислорода в атмосфере привело к формированию озонового экрана, существенно расширившего границы биосферы, и к распространению более энергетически выгодного (по сравнению с анаэробным) кислородного дыхания.
Читать далее
Источник: hightech.fm
Загадка Аральского моря: куда исчезает и как снова появляется водоем
На нашей планете происходит очень много странных явлений, о которых позаботилась природа. Аральское море – одна из загадок, интересующих ученых в течение длительного времени. Куда исчезла вода из этого водоема и виноват ли человек – открытый вопрос. Мог ли вообще человек, перекрыв две речки, Сырдарью и Амударью, получить такой результат за столь короткий временной промежуток, ведь это не маленький водоем? По размеру он вдвое больше и соответственно глубже, чем Азовское море.
1. Дом щитомордника
На месте высохшего Аральского моря образовалась пустыня / Фото: m.nn.ru
Загадка Аральского моря: куда исчезает и как снова появляется водоем. / Фото: fotovmire.ru
На островах и берегах этого моря живет много представителей животного мира, что делает это место уникальным. Особое внимание ученых и исследователей привлек щитомордник Палласа. Это змея, широко распространенная в казахских степях.
В 1874 г. Владимир Аленицын изучил побережье водоема и описал его / Фото: vmulder.livejournal.com
В 1874 г. Владимир Аленицын в процессе Арало-Каспийской экспедиции, передвигаясь на парусной небольшого размера барже, побывал на всех островах, расположенных в Аральском море. Он изучил побережье водоема и описал его. В первую очередь ученому был интересен именно животный мир, который вроде бы ничем особенным не отличается, да и разнообразие его невелико.
Щитомордник обыкновенный, по словам ученого, стал неким индикатором трансгрессий водоема и его регрессий. / Фото: yandex.ua
Тем не менее, в своем отчете, опубликованном в 1876 г., и названном «Гады островов и берегов Аральского моря», ученый указывает, что родина обыкновенного щитомордника именно на Арале. И он выступает наиболее молодым из всех представителей этого рода. В докладе ученый подчеркнул, что щитомордник с одной стороны стал местом формирования своего вида, а с другой – неким индикатором трансгрессий водоема и его регрессий.
2. Когда нет вины человека
Аральское море периодически высыхает и снова наполняется / Фото: fotovmire.ru
Аральское море периодически высыхает и снова наполняется. / Фото: fotovmire.ru
В девятнадцатом веке ученые, изучив геологические данные и особенности живности, вынесли предварительный вердикт, что ранее Аральское море уже высыхало, а потом возвращалось в свое обычное состояние. Но в процессе этих метаморфоз его береговая линия регулярно менялась. Спустя десятилетия уже в середине прошлого века, беря во внимание исторические данные и применяя имеющееся на то время специальное оборудование, ученые сделали вывод, что особенностью Арала является не только смена линии берегов, но и абсолютное исчезновение с последующим появлением.
Ученые выяснили, что жизненный цикл Аральского моря составляет 650-700 лет / Фото: fotovmire.ru
В ходе исследований было выяснено, что за последние пять тысяч лет трансгрессия Аральского моря или насыщение его водой с последующей регрессией (высыханием или падением уровня воды) наблюдались семь раз. Историческими фактами являются метаморфозы с Аралом, произошедшие в последние две тысячи лет. В итоге ученые, изучив всю возможную информацию, пришли к выводу, что жизненный цикл моря составляет в среднем от 650 до 700 лет.
Сейчас на месте водоема степь и пустыня / Фото: classpic.ru
Степи Аральского моря / Фото: fotovmire.ru
Получается, что сегодняшняя картина – не что иное, как очередная «смерть» водоема – регрессия. После этого последует трансгрессия – море снова «оживет», только берега у него будут уже другими. Предыдущее аналогичное явление, которое описано в исторических источниках, наблюдалось в четырнадцатом веке. Именно тогда началась трансгрессия – быстрое прибытие воды.
Население Арал-Асар в спешке покинуло свое поселение. В следующие 700 лет данное место находилось под водой на глубине двадцати метров. Сейчас здесь просто степь.
3. Какое отношение ко всему этому имеет Каспийское море
Вопрос, куда исчезает и откуда снова появляется вода в море, остается открытым / Фото: yandex.kz
В связи с описанной закономерностью с исчезновением воды и отсутствием связи с перекрытием двух крупных рек возникает вопрос, куда вода уходит и откуда появляется снова, причем настолько стремительно.
Согласно предположению, Аральское и Каспийское моря ведут себя как сообщающиеся сосуды под плато Устюрт / Фото: fotovmire.ru
По сути, это простой и одновременно с тем сложный вопрос. Если верить гипотезе, выдвинутой в середине прошлого столетия, два моря, Аральское и Каспийское, сообщаются друг с другом при помощи проходящих под плато Устюрт карстовых полостей. Получается эффект сообщающихся сосудов. То, что они на самом деле существуют, ни у кого не вызывает сомнений.
Ярким доказательством выступают провалившиеся самым неожиданным образом под землю буры и провалы, образующиеся на плато. Но вот огромнейшая протяженность этих полостей воспринимается учеными с долей скептицизма.
Наблюдается рост уровня воды в Арале при его падении в Каспийском море / Фото: yandex.ua
Но и здесь возникает ряд вопросов. Прежде всего это касается уровня двух морей. Каспий находится ниже Арала, потому вода могла бы полностью перелиться в Каспийское море и обратного эффекта уже не последовало бы. С другой стороны, плотность воды Арала растет в соответствии с его высыханием и в этом случае ситуация меняется с точностью до наоборот.
То есть наблюдается взаимосвязь между двумя морями: при падении уровня воды в Каспие повышается уровень воды в Арале и в обратном порядке. Также ученые предполагают подобную взаимосвязь двух озер – Хубсугул и Байкала.
4. Общественный строй никакого отношения к ситуации не имеет
Обнажившееся дно отдыхающего водоема содержит ядовитую почву / Фото: fotovmire.ru
Исходя из всех фактов, становится понятно, что деятельность человека ни во времена Советского Союза, ни после к происходящему с Аральским морем отношения не имеет. Но негативные последствия в данном случае наблюдаются. Обнажившееся дно отдыхающего водоема содержит ядовитую почву. Сюда десятилетиями сносились пестициды и различные химикаты, которых те же семьсот лет назад не было и в помине.
Существует предположение, что скоро пустыня снова наполнится водой / Фото: fotovmire.ru
Когда же вернется Аральское море из своего «отпуска». Вполне возможно, что уже скоро. Ученые фиксируют постепенное снижение уровня воды в Каспийском море, начиная с 1996 г. А это значит, что с этого же момента второй водоем готовится к своему возвращению. В последние годы показатели Арала остаются стабильными, что говорит о прекращении процесса высыхания. Вполне возможно, что к середине нашего столетия Аральское море начнет стремительно возрождаться, чтобы снова исчезнуть с лица земли через очередные семьсот лет.
Источник: novate.ru
Индийский зонд на пути к Солнцу сделал первый снимок Земли и Луны
Индийский зонд Aditya-L1, запущенный 2 сентября к Солнцу, сделал первый снимок Земли и Луны. Фотография сделана спустя два дня после запуска аппарата. На удивительном снимке Луна выглядит как крошечное пятнышко рядом с Землей. Индийская организация космических исследований опубликовала изображение в соцсетях.
2 сентября Индия запустила в космос свою первую солнечную обсерваторию с Космического центра Сатиш Дхаван. «Адитья-L1» направляется к точке Лагранжа Земля-Солнце 1 (L1) — гравитационно-стабильной точке на расстоянии около 1,5 миллиона километров в сторону Солнца. Обсерватория весом 1480 кг должна прибыть в L1 примерно через четыре месяца.
Спутник, размещенный на орбите вокруг точки L1, будет постоянно наблюдать за Солнцем без каких-либо покрытий или затмений. В точке Лагранжа уже находится другой один космический аппарат для изучения Солнца — обсерватория SOHO НАСА и ЕКА, запущенная в декабре 1995 года.
Индийский солнечный зонд будет использовать четыре научных инструмента для изучения частиц и магнитных полей и еще четыре других съемки поверхности Солнца и его атмосферы. Это поможет ученым лучше понять солнечную активность, в том числе динамику солнечных вспышек и корональных выбросов. «Адитья-L1» также должна разгадать «проблему нагрева короны», одну из величайших загадок гелиофизики. Тонкая внешняя атмосфера Солнца — невероятно горячая, ее температура достигает около 1,1 млн °С. Это примерно в 200 раз горячее, чем на поверхности Солнца.
Источник: naukatv.ru