Происхождение Земли и ее атмосферы
За последние два столетия гипотезы Канта, Лапласа, Шмидта, Хойла и других, объясняющие происхождение Земли, сменяли одна другую. Ныне большинство ученых считают, что Земля и другие планеты Солнечной системы возникли при конденсации космического вещества из первичного протопланетного, т.е. существовавшего до образования планет, газопылевого облака. С тех пор вследствие выпадения космической пыли и метеоритов масса Земли увеличилась. Этот процесс, хотя и незаметно, происходит по сей день.
Постепенное уплотнение первично холодного пылевого облака привело к вторичному его разогреванию. Считается, что этот разогрев привел к расплавлению всей массы Земли. Постепенное вторичное охлаждение поверхностных слоев протопланеты обусловило образование твердой оболочки - земной коры. Возраст древнейших участков земной коры оценивается в 3,9 млрд. лет, а само начало образования коры - 4-4,5 млрд. лет.
Уже в этот период существовала первичная атмосфера Земли. В ее состав входили пары воды, метан, аммиак, углекислый газ, водород, к ним примешивались инертные газы - аргон, гелий, криптон, ксенон и выделявшиеся при вулканических извержениях газообразные сероводород, фтористый водород, хлористый водород и др. Однако вследствие того, что масса Земли в этот период была незначительна, легкие газы (водород и гелий) ушли в мировое пространство, а кислород немедленно расходовался на процессы окисления элементов, образовавших нашу планету. Таким образом, первичная атмосфера протопланеты была утеряна.
Постепенно газы, вовлеченные во внутренние слои Земли, начали выделяться, и благодаря им образовалась вторичная, собственно земная, атмосфера. К этому времени накопление космических частиц на Земле, увеличившее массу нашей планеты, дошло до такого уровня, что Земля смогла удерживать газы. В состав вторичной атмосферы нашей планеты входили метан, аммиак, углекислый газ, водород. Однако в атмосфере Земли не было кислорода и азота - важнейших составных частей современной земной атмосферы, которая, как известно, состоит из азота, кислорода, аргона, водорода, воды и углекислого газа. Азот современной атмосферы образовался в результате распада аммиака и выделения газообразного азота при вулканической деятельности. Водород господствует в верхних слоях атмосферы на высотах около 100 км. Вопрос об источниках насыщения земной атмосферы кислородом остается дискуссионным. Многие исследователи считают, что основную роль в этом процессе сыграл фотосинтез зеленых растений. Незначительная часть кислорода могла также образоваться вследствие фотолиза воды под воздействием ультрафиолетовых лучей. Противоречащую распространенным взглядам точку зрения высказал В.И. Богатов - о существовании, кроме фотосинтеза, второго мощного источника формирования кислородной атмосферы - глубинного. Кислород образуется в океанических впадинах при извержении базальтов и поступает в океанические воды. Этот процесс мог иметь существенное значение для насыщения атмосферы кислородом на ранних этапах эволюции планеты.
