атмосфера состояла из диоксида углерода (СО2) и азота (N2) с некоторым количеством водорода и паров воды. Эволюция в сторону современной кислородной атмосферы не происходила до тех пор, пока не начала развиваться жизнь.

Вода в своих трех состояниях — как жидкость, лед и водяные пары — широко распространена на поверхности Земли и занимает объем 1,4 млрд км3. Почти вся эта вода (> 97 %) находится в океанах. Континентальные пресные воды представляют менее 1 % общего объема. В целом эти резервуары воды на-

зывают гидросферой.

Проблема источника воды при образовании гидросферы остается нерешенной. Когда поверхность Земли остыла до 100 °С, водяные пары, дегазирующиеся из мантии, могли сконденсироваться, и в результате возникли океаны (3,8 · 109 лет назад).

Круговорот между резервуарами воды в гидросфере называется гидрологическим циклом. Хотя объем водяных паров, содержащихся в атмосфере, мал (около 0,013 · 106 км3), вода постоянно движется через этот резервуар. Она испаряется с поверхности океанов и суши и переносится с воздушными массами. Несмотря на короткое время пребывания в атмосфере (обычно 10 дней), среднее расстояние водопереноса составляет около 1 000 км. Водяные пары затем возвращаются либо в океаны, либо на континенты в виде снега или дождя. Значительная часть дождевых осадков, попадающих на континенты, просачивается через отложения и пористые или раздробленные породы, образуя подземные воды; остальная вода течет по поверхности в виде рек или вновь испаряется в атмосферу. Поскольку общее количество воды в гидросфере постоянно во времени, процессы испарения и осаждения должны быть сбалансированы для Земли в целом, несмотря на большие локальные различия между гумидными и аридными регионами.

2. Происхождение жизни и эволюция Земли

Существует гипотеза, что синтез биологически важных биомолекул происходил в ограниченных, специфических средах, таких как поверхности глинистых минералов или в подводных вулканических выходах.

Наиболее вероятные предположения ведут к тому, что жизнь началась в океанах около 4,2–3,8 млрд лет назад. Древнейшие из известных ископаемых — бактерии из пород с возрастом около 3,5 млрд лет. В породах этого возраста имеются свидетельства достаточно продвинутого метаболизма, при котором использовалась солнечная энергия для синтеза органического вещества.

Образование кислорода в процессе фотосинтеза имело важные последствия. Сначала кислород (О2) быстро потреблялся в процессе окисления восстановленных веществ и минералов. Однако наступил момент, когда скорость поступления превысила потребление и кислород начал постепенно накапливаться в атмосфере. Постепенно возникла атмосфера современного состава. К тому же кислород в стратосфере претерпел фотохимические реакции, приведшие к образованию озона (О3), защищающего Землю от ультрафиолетового излучения. Этот экран позволил высшим организмам колонизовать сушу континентов.

В настоящее время ведутся активные споры о роли организмов как посредников в геохимических циклах. Многие специалисты используют термин

8

«биогеохимические циклы», в котором признается влияние организмов на геохимические системы.

Выводы

•Земная кора, гидросфера и атмосфера образовались в основном в результате высвобождения веществ из верхней мантии молодой Земли.

•Атмосфера образовалась в результате накопления летучих элементов, выделявшихся при извержениях вулканов. Первоначально атмосфера состояла

из диоксида углерода (СО2) и азота (N2) с некоторым количеством водорода и паров воды.

•Жизнь началась в океанах около 4,2–3,8 млрд лет назад. Важнейшую роль в эволюции планеты и формировании современной атмосферы имели фотосинтез и образование кислорода.

•Фотохимические реакции с участием кислорода привели к формированию стратосферы и защитного слоя в виде озонового экрана.

Контрольные вопросы

1.Дать определение понятия «окружающая среда».

2.На каких научных дисциплинах базируется предмет «Химия окружающей среды»?

3.Какие процессы привели к образованию атмосферы и гидросферы?

4.Что является главным результатом и причиной эволюции атмосферы?

9