5-
ТАРАУ
.
ЖЕР
АТМОСФЕРАСЫ
5.1.
Атмосфераның
құрамы
мен
құрылысы
Барлық
белгілі
ғаламшарлардың
ішінде
тек
жерде
ғана
тіршілік
дамуы
үшін
қолайлы
атмосфера
қалыптасқан
.
Жер
атмосфера
-
сы
эволюциясы
процесінде
құрамы
ерекше
сипат
алған
үш
кезең
болды
.
Бірінші
реттік
жер
атмосферасы
біздің
ғаламшарымыздың
гравитациялық
өрісін
қамтыған
.
Мұндай
атмосфера
сутек
пен
ге
-
лийден
тұрған
.
Х
.
Холландтың
пікірінше
,
алғашқы
атмосфера
негізінен
метан
жəне
сутектен
құралған
.
Сутек
-
гелийден
тұратын
алғашқы
жер
атмосферасының
массасы
10
25
-10
26
грамға
жетуі
мүмкін
(
89-
сурет
).
89-
сурет
.
Алғашқы
Жер
атмосферасының
құрамы
Ал
қысым
бетінде
10
4
атмосферадан
артуы
мүмкін
.
Осылайша
атмосфера
толығымен
мөлдір
болған
жоқ
, «
жылыжай
эффектісі
»
жəне
температураның
адиабатты
қысымынан
температура
10000
0
С
дейін
көтерілуі
мүмкін
.
Бірақ
жерде
экзотикалық
атмосфераның
болғаны
туралы
ешқандай
геологиялық
дəлел
жоқ
.
Жерде
тығыз
атмосфераның
орнағанын
жəне
оның
механизмін
түсіндіріп
беру
өте
қиынға
соғады
.
Екінші
реттік
жер
атмосферасы
жанартау
атқылау
нəтижесінде
мантиядан
шыққан
қосылыстар
құрамындағы
газ
ыдырауы
арқылы
қалыптасқан
.
Бұл
құбылыстар
тек
жер
қойнауындағы
заттардың
дифференциациялануы
процесі
жүргеннен
кейін
(04-3,8
млрд
жыл
бұрын
жер
қыртысында
алғашқы
эндогендік
тектоникалық
белгілер
182
пайда
болған
)
басталуы
керек
еді
.
Газдардың
ыдырауы
мантияның
химиялық
құрамына
тəуелді
болды
.
Сондықтан
оның
химиялық
құрамының
негізгі
эволюциялық
белгілерін
қарастыру
қажет
.
Алғашқы
жер
заттары
құрамындағы
ауыр
фракция
–
темір
жəне
оның
қосылыстарының
(Fe, FeO, FeS, Ni)
бөлінуі
,
мантиядан
бөлінген
бұл
элементтер
төменге
орын
ауыстырып
,
жер
ядросын
қалыптастырды
.
Ал
жеңіл
əрі
қозғалмалы
элементтер
(H
2
O, K
2
O,
Na
2
O, CO
2
, N
2
жəне
т
.
б
.)
жер
қыртысы
,
гидросфера
мен
атмосфераны
түзді
.
Ерте
архейде
алғашқы
заттан
барлық
темір
бөлінгеннен
кейін
көп
таралған
жəне
аз
қозғалатын
оксидтер
(SiO
2
, MgO, Al
2
O
3
, CaO)
кон
-
центрациясы
жоғарылай
бастады
.
Қазіргі
кезде
олардың
мантиядағы
концентрациясы
шамамен
1,5
есе
жоғары
.
Қозғалмалы
қосылыстар
мен
Na
2
O
концентрациясы
бірнеше
рет
өсті
. H
2
O, K
2
O
жəне
Rb
2
O
көп
мөлшерде
шығарылғандықтан
олардың
мантиядағы
мөлшері
уақыт
өте
келе
екі
есеге
азайды
.
Ман
-
тияда
уран
жəне
торий
сияқты
радиоактивті
элементтердің
концен
-
трациясы
бірнеше
есе
азайды
.
Бұл
радиоактивті
элементтердің
ыды
-
рауы
есебінен
жүрді
.
Архей
ортасынан
бастап
FeO
концентрациясы
азая
бастады
.
Протерозой
жəне
фанерозойда
қалған
элементтер
концентрация
-
сы
мен
қосылыстардың
бародиффузиялық
бөліну
механизмі
жүзеге
аса
басталғаннан
кейін
,
мантияда
темір
жəне
оның
тотықтарының
ядроға
өтуі
жоғарылай
бастады
.
Ядролық
заттардың
концентрация
-
сы
мантияда
протерозойдан
бастап
азайды
.
Осындай
жолмен
архейден
кейін
мантиядағы
никель
,
плати
-
на
,
алтын
,
темір
сульфиді
,
қорғасын
,
мыс
жəне
т
.
б
.
элементтер
концентрациясының
жер
ядросына
жылжуы
өзгерді
.
Ерте
архейде
алғашқы
заттар
дифференциациясы
процесі
басталғаннан
кейін
мантиядағы
темір
концентрациясы
төмендеу
керек
еді
.
Соңғы
архейде
жеңіл
балқитын
қорытпалардың
Fe, FeO,
Fe
2
O
жіктелуге
түсуіне
байланысты
темір
концентрациясы
қайтадан
жоғарылай
бастады
(5,5%).
Бұл
архейдің
соңында
мантияда
конвекциялық
температураның
төмендеуімен
байланысты
болды
.
Темір
толығымен
мантиядан
0,5
млрд
жылдан
кейін
жойылды
.
Кембрийге
дейінгі
кезеңде
ман
-
тияда
жəне
рифт
зонасында
басты
химиялық
реагент
гидросфера
жəне
атмосферадан
оттегімен
белсенді
қосылысқа
түсетін
темірдің
мөлшері
азайды
.
183
Жеңіл
жəне
қозғалмалы
элементтер
тығыз
мантия
заттары
арқылы
сыртқы
геосфераға
тек
терең
жарықтар
арқылы
,
базальтты
магманың
құйылуы
есебінен
өтуі
мүмкін
.
Архей
жəне
ерте
протерозой
атмосферасы
қайта
қалпына
келетін
болған
.
Осы
кезеңде
алғашқы
беткі
су
айдындары
пайда
болды
.
Ағылшын
геологтары
С
.
Мурбат
,
РК
.
О
’
Найон
жəне
Р
.
Дж
Панкхерс
Гренландияның
оңтүстік
-
батысындағы
алғашқы
шөгінді
жыныстарға
қарап
,
Жерде
мұхит
3,8
млрд
жыл
бұрын
пайда
болған
,
мұхиттағы
тіршілік
4,2-3,8
млрд
жыл
бұрын
басталған
деп
болжай
-
ды
.
Бірақ
бұл
туралы
нақты
мəліметтер
жоқ
.
Алайда
,
ежелгі
пай
-
далы
қазбалардың
құрамында
абсолюттік
жасы
3,5
млрд
жыл
-
дан
асатын
бактериялар
кездеседі
.
Бұл
бактериялар
сол
кезеңде
олардың
органикалық
заттар
синтездеуі
үшін
Күн
энергиясын
пай
-
даланып
,
метоболизм
əрекетінің
жүзеге
асуына
қажетті
жағдайдың
болғандығын
болжауға
мүмкіндік
береді
.
Екінші
реттік
атмосфера
су
буынан
, CO
2
жəне
басқа
да
газдар
фракцияларынан
(H
2
S, CO, H
2
, CH
4
, NH
3
HF, HCl, Ar)
тұруы
мүмкін
(
90-
сурет
).
90-
сурет
.
Екінші
реттік
Жер
атмосферасының
құрамы
Фотосинтез
процесі
кезінде
оттегінің
бөлінуі
өте
маңызды
оқиға
болды
.
Бастапқыда
оттегі
минералдар
мен
заттардың
тотығу
процесіне
жұмсалды
.
Тұтыну
жылдамдығы
артқан
кезде
О
2
біртіндеп
атмосферада
жинақтала
бастады
,
соның
нəтижесінде
атмосфераның
қазіргі
құрамы
қалыптасты
.
Стратосферада
оттегі
фотохимиялық
реакцияға
түсіп
,
оның
негізінде
озон
(
О
3
)
қалыптасты
.
Озон
қабаты
жердегі
тіршілікті
қауіпті
ультракүлгін
сəулелерден
184
қорғап
,
ұстап
қалады
.
Атмосферадағы
азоттың
үлесі
біртіндеп
өсіп
,
көмірқышқыл
газының
мөлшері
өсімдік
əлемі
эволюциясы
жəне
ги
-
дросферада
су
қоймалары
көлемінің
артуына
байланысты
біртіндеп
азайып
,
атмосфера
қазіргі
жағдайға
жақындады
(
91-
сурет
).
91-
сурет
.
Қазіргі
Жер
атмосферасының
құрамы
Атмосфера
құрамындағы
газдардың
өзгерісі
əр
кезеңде
климат
-
тық
жағдайға
тікелей
əсер
етеді
.
Жердің
геологиялық
тарихында
мұндай
жағдай
бірнеше
рет
қайталанды
.
Климат
өзгерістерін
Жер
шарының
көптеген
аудандарынан
қазіргі
кезде
де
байқауға
болады
.
Оған
климат
қалыптастырушы
факторлар
өзгерісі
–
Күннің
қарқынды
сəуле
шашуы
(11-
жылдық
,
22-
жылдық
–
геомагниттік
,
ғасырлық
),
геомагниттік
өріс
əсерінің
күшеюі
,
атмосфераның
жалпы
циркуляциясындағы
түрлі
өзгерістер
,
соңғы
ғасырлардағы
адам
əрекетінің
ерекше
қарқын
алуы
жəне
т
.
б
.
жағдайлар
себепші
болуда
.
Қазіргі
кезде
климаттың
апатты
құбылыстарын
болжау
жəне
олардың
алдын
алу
бағытындағы
ғылыми
-
зерттеу
жұмыстары
кеңінен
жүргізілуде
.
Қорыта
келгенде
,
жоғарыда
аталған
биогеохимиялық
проце
-
стер
атмосферада
тек
аз
ғана
температуралық
өзгерістер
диа
-
пазонында
жүзеге
асты
.
Атмосфераның
құрамы
жəне
маңызы
.
Атмосфера
–
Жер
шарының
ауа
қабығы
,
ол
салмақ
күшіне
байланысты
планетаның
айналып
қозғалуына
қатынасады
.
Жалпы
салмағы
5·10
15
т
шамасын
-
да
болатын
атмосфера
əртүрлі
газдардан
,
су
тамшылары
мен
шаң
-
тозаңнан
тұрады
.
Атмосфераның
төменгі
бөлігі
Жер
бетімен
шектеледі
.
Ал
жоғары
185
шекарасы
ретінде
соңғы
ғылыми
деректер
бойынша
1000
км
биіктік
алынады
,
бұдан
əрі
қарай
ауа
өте
сиреген
күйде
болады
.
Шамамен
100
км
дейінгі
биіктік
аралығында
ауа
көлемі
жөнінен
мынадай
газдардан
тұрады
:
азот
– 78%,
оттегі
– 21%,
инертті
газдар
-
1%-
ға
жуық
(
оның
0,93%-
ы
аргон
),
көмір
қышқыл
газ
– 0,03%-
ды
құрайды
.
Ауа
құрамындағы
криптон
,
ксенон
,
неон
,
гелий
жəне
сутегі
газдары
өте
аз
мөлшерде
болады
.
Атмосфераның
төменгі
қабатында
ауа
құрамы
салыстырмалы
түрде
тұрақты
болады
,
тек
өнеркəсіпті
аудандар
мен
ірі
қалалар
үстінде
көмір
қышқыл
газдың
үлесі
он
есеге
дейін
артуы
мүмкін
.
Лас
ауаның
құрамында
бөгде
қосылыстар
(SO
2
жəне
СО
жəне
т
.
б
.)
да
кездеседі
.
Шамамен
200-1000
км
биіктікте
ауа
құрамында
оттегі
басым
,
ол
ультракүлгін
сəулелер
əсерінен
атомдарға
ыдыраған
күйінде
болады
.
1000
км
-
ден
биікте
сиреген
атмосфера
негізінен
гелий
мен
сутегіден
тұрады
,
сутегі
зарядталған
атомдар
күйінде
таралған
.
Атмосфера
құрамындағы
əрбір
газдың
атқаратын
қызметі
бар
.
Азот
белок
құрамына
жəне
нуклеин
қышқылдарының
құрамына
енеді
,
ал
оның
қосылыстары
өсімдіктерді
минералдық
қорекпен
қамтамасыз
етеді
.
Оттегінсіз
тірі
организмдердің
тыныс
алуы
мүмкін
емес
,
сондай
ақ
жану
мен
тотығу
процестері
де
жүрмейді
.
Жасыл
өсімдіктер
көмір
қышқыл
газын
пайдаланып
,
органикалық
заттар
түзеді
.
Атмосфера
газдары
тау
жыныстарының
химиялық
үгілуіне
қатынасады
.
Ал
шамамен
25-30
км
биіктіктегі
озон
қабаты
Күннен
келетін
ультракүлгін
сəулелерді
ұстап
қалу
арқылы
тірі
организмдерді
бұл
сəулелердің
зиянды
əсерінен
қорғайды
.
Ауа
құрамындағы
жай
көзге
көрінбейтін
су
булары
белгілі
жағдайда
су
тамшылары
түрінде
бөлініп
шығып
(
конденсациялану
),
олардың
тұтасуынан
бұлттар
қалыптасады
.
Достарыңызбен бөлісу: |