Получение атмосферного газа
После того как заработала солнечная ядерная топка, солнечный ветер (разреженная плазма большей частью из протонов и электронов, движущаяся ныне со скоростью около 400 км/ч) выдул почти весь первичный водород с гелием, а внутренние планеты собрали их у себя. Вспомним о бедном Меркурии. Он так близок к Солнцу, что, утираясь при каждом чихании светила, Меркурий говорит: «Будьте здоровы». Единственные газы, которыми ему удалось обзавестись, исходили от Солнца. Свыше 4 млрд. лет назад у Венеры, Земли и Марса, похоже, не было атмосферы. По всей видимости, ее образование шло тремя путями: газовыделение, испарение (возгонка) и (или) бомбардировка [метеоритно-пылевыми частицами].
Газовыделение. В ходе явления, известного как аккреция, под действием тяготения происходило скопление планетезималей, приведшее к образованию планет. При аккреции более плотные вещества опускались к центру планет, образуя их ядро. Менее плотные скальные породы так глубоко не оседали. Они образовали мантию у планет. Химические реакции в мантии выделяли газы, которые оказывались запертыми внизу под тяжестью лежащего сверху вещества. Наконец, самые легкие вещества всплыли наверх, образовав кору. Процесс гравитационного разделения по плотности именуется дифференциацией (см.: Список идей, 11. Земля: история недр).
По мере охлаждения коры заключенный под высоким давлением в мантии газ порой высвобождался, образуя вулканы. Вулканические извержения представляют собой знаменательное событие, ведущее к опустошению огромных площадей. Так, извержение горы Пинатубо на Филиппинах в июне 1991 года исторгло на поверхность 5 млрд. куб. м перла и шлаков, образовавших столбы шириной 18 км у основания и высотой 30 км.
Поверхность трех внутренних планет свидетельствует, что повседневной чертой начала их жизни была вулканическая деятельность, а основными продуктами газовыделения — пары воды (Н2О), двуокись углерода (СО2), азот (N2) и два серных газа: двуокись серы (SO2) и сероводород, знакомый всем по запаху тухлых яиц.
Свыше 4 млрд. лет назад вулканические извержения выступали основными поставщиками газа для первоначальной атмосферы Земли. Примерно в то же время древние вулканы Марса и Венеры «трудились» над созданием первичной атмосферы на этих планетах.
Испарение (возгонка). В зависимости от температуры и давления у поверхности планеты жидкости могут превращаться в газы (испарение) или твердые тела переходить в газообразное состояние (возгонка). Известным примером здесь может послужить испарение воды в лужах или возгонка твердой углекислоты (сухого льда) в газообразное состояние, что сопровождается клубами дыма (данное явление часто используют на театральных подмостках). Возгонка более существенна для Марса, чем для Земли, так как на этой планете температура ниже, тогда как испарение присуще тому или иному круговороту на Земле, что отличает нашу планету. На Венере испарение не позволяет сернокислотным дождям излиться на ее поверхность.
Бомбардировка. На раннем этапе формирования Солнечной системы солнечный ветер, планетезимали и осколки комет бомбардировали внутренние планеты. При ударах о поверхность образовывался газ. Если вклад такой бомбардировки в атмосферу Венеры, Земли и Марса оказался весьма незначительным, то для Меркурия и Луны она служила единственным поставщиком тех крох газа, которыми они располагают.
- Наука ≠ техника
- Научный метод в действии
- Нерешенные проблемы
- Более элементарные по сравнению с атоллами
- Спасительные космические лучи
- Четыре силы
- Осколки частиц, или Трудное разделение
- Вмешательство политики
- Физика возвращается к повседневным заботам
- Появление кварков
- Теория наносит ответный удар: объединение
- Стандартная модель
- Проверка стандартной модели
- Теневая сторона стандартной модели
- Проблема происхождения массы, известная как проблема полей Хиггса
- Нужна новая физика
- Необходим новый язык?
- Решение головоломки: как, кто, где и когда?
- Становление химических систем
- Предположения о происхождении жизни
- Нынешняя жизнь: клеточные структуры
- Отправления клетки
- Предсолнце
- Наше Солнце
- Появление рнк
- Рнк-мир
- Альтернативы рнк-миру
- Сложности
- Решение головоломки: как, кто и почему?
- Биология
- E. Coli
- Опероны е. Coli
- Оперон днк — рнк — белки
- От прокариот к эукариоталл
- Модельные организмы
- Физика — биология — химия
- Секвенирование генома человека
- Угроза патентования
- Секвенирование дроблением
- План на вторую половину игры
- Последствия и бедствия
- Решение головоломки: почему, как, кто и где, когда?
- Глава пятая Геология
- Погода на Земле
- Воздух местного производства
- Получение атмосферного газа
- Потеря атмосферного газа
- Получение или утрата атмосферного газа
- Погода и климат: гипотезы (весьма добротные), прогнозы (не столь добротные)
- Решение головоломки: как и где?
- Астрономия
- Содержимое Вселенной
- Измерение межзвездных расстояний
- Галактики: первые теории и наблюдения
- Космологический вклад Эйнштейна
- Чем крупнее телескопы, тем больше расстояния до звезд
- Одна большая Галактика или многочисленные обособленные галактики
- Вселенная галактик
- Столкнувшись с неожиданным: ускорение Вселенной
- В темноте рассуждать о темной энергии
- Решение головоломки: где, когда, как и кто?
- 1. Антивещество
- 2. Ускорители
- 4. Внеземная жизнь
- 1. Какова скорость образования в нашей Галактике звезд, подходящих для создания пригодных для жизни планет ?
- 2. Какова доля таких звезд, имеющих планеты ?
- 3. Какова доля планет, обращающихся вокруг своих звезд в пределах, где возможно зарождение жизни ?
- 4. Какова доля благоприятно расположенных планет, где действительно зародилась жизнь?
- 5. Какова доля форм жизни, приведших к возникновению разума ?
- 6. Какова доля разумных форм жизни, способных создать технические средства для передачи поддающихся обнаружению сигналов?
- 7. В течение скольких лет разумная цивилизация передает в космос поддающиеся обнаружению сигналы?
- 5. Аминокислоты
- 6. Построение модели днк
- 7. Кодоны
- 8. Укладка белков
- 10. Парниковые газы
- 11. Земля: история недр
- 12. Теория хаоса
- 13 .Предсказание землетрясений
- 15. Труды Эйнштейна: помимо теории относительности
- 16. «Большой взрыв»
- Глава 1. Видение науки
- Глава 2. Физика. Почему одни частицы обладают массой, а другие нет?
- Глава 3. Химия. Какого рода химические реакции подтолкнули атомы к образованию первых живых существ?
- Глава 4. Биология. Каково строение и предназначение протеома?
- Глава 5. Геология. Возможен ли точный долговременный прогноз погоды?
- Глава 6. Астрономия. Почему Вселенная расширяется со все большей скоростью?