После вулканической стадии начинается органосодержащая стадия эволюционного изменения атмосфер. В настоящее время её проходят планеты - гиганты Солнечной системы: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Например, современный Юпитер содержит в своей атмосфере 40% метана СН4. Дальнейшее эволюционное развитие атмосфер планет раздваивается. Если на планете образуется растительный мир, то начинается кислородсодержащая стадия атмосферы. Так произошло на Земле. Если на планете не было условий для возникновения растительной жизни, то атмосфера вступает в углекислую стадию эволюционного развития. В настоящее время углекислую стадию эволюционного развития проходит Венера.
2) Характерной чертой углекислой стадии развития является высокое содержание в атмосфере углекислого газа CO2 (70 - 99%). Примером может служить атмосфера Венеры, которая состоит из углекислого газа на 97%. Массы Венеры и Земли примерно одинаковы, они одновременно начали и закончили термическую, вулканическую и органосодержащую стадии эволюционного развития атмосферы. Но 2 миллиарда лет назад их эволюционные пути разошлись. На Земле появилась растительная жизнь, и атмосфера стала насыщаться кислородом, поэтому возникла кислородсодержащая стадия атмосферы. Венера очень сильно нагревается Солнцем, потому что находится к нему гораздо ближе, чем Земля. Даже сейчас температура её поверхности достигает 750 ° по Цельсию. Поэтому на Венере не возникло жизни, а 2 миллиарда лет назад там возникла (и с тех пор продолжается) углекислая стадия эволюционного развития атмосферы.
Содержание большого количества углекислого газа в составе атмосферы Венеры объясняется следующим. Во-первых, на этой планете нет растительного мира, который жадно поглощает углекислый газ. Во-вторых, из-за очень горячей поверхности на Венере не смогли образоваться океаны и моря, воды которых хорошо растворяют углекислый газ и соли металлов с последующей реакцией соединения металлов (натрия, кальция, магния и т. д.) с углекислотой. Поверхность Венеры благодаря близости к Солнцу разогрета до температуры 750?, поэтому вода находится в парообразном состоянии, равномерно заполняя паром атмосферу. В-третьих, интенсивность вулканических процессов на Венере в десятки раз выше, чем на Земле, так как препятствует остыванию поверхности планеты мощное солнечное тепло. Следовательно, в атмосферу от вулканов поступает большое количество углекислого газа. По этой же причине ее атмосфера почти в 100 раз более плотная и массивная, чем современная земная. Почему вулканическая деятельность на Венере в десятки раз более интенсивная, несмотря на одинаковый возраст с Землей? Потому что близость планеты к Солнцу как к дополнительному и мощному источнику тепла препятствует ее быстрому охлаждению и удлиняет естественную геологическую эволюцию. Венера удалена от Солнца на расстояние 108,2 миллионов километров, Земля - на 149,6 миллионов километров. Эволюционное охлаждение поверхности Венеры происходило значительно медленнее, чем Земли. По приблизительным расчетам, толщина кристаллической оболочки Венеры составляет всего 600 километров, а на Земле твердое вещество распространилось уже на глубину 2900 километров. Через тонкую кристаллическую оболочку вулканическим газам легче проникать из недр планеты в атмосферу, чем через толстую, более замкнутую кристаллическую сферу. Вот почему интенсивность вулканических процессов на Венере в настоящее время на много раз выше, чем на Земле. В-четвертых, углекислый газ накапливался в атмосфере Венеры по той причине, что он по своим химическим свойствам относится к наиболее инертным веществам по сравнению с другими вулканическими газами. Способность углекислого газа накапливаться в атмосферах планет обоснована в § 46.
3) Примерно через 2 миллиарда лет углекислая стадия станет реальностью и для атмосфер Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, если на их поверхности не образуется растительная жизнь. Атмосфера этих планет будет состоять на 80 - 90% из углекислого газа. Этому будут способствовать интенсивные и длительные вулканические процессы, так как планеты-гиганты в своем составе имеют большую массу радиоактивных веществ, а поэтому их остывание удлиняется во времени. Кроме того, благодаря большой химической активности остальные газы атмосферы, кроме углекислого, за сотни миллионов лет «найдут возможность» вступить в химические реакции с веществом литосферы, и, соединившись с металлами, выйдут из состава атмосферы. В составе атмосфер планет-гигантов останется только углекислый газ.
4) Примерно через 3 миллиарда лет все «безжизненные» планеты Солнечной системы под действием диссипации потеряют свои атмосферы и вступят в стадию безатмосферной планеты. Они утратят атмосферы в такой последовательности: Луна, Меркурий, Марс, Земля, Венера, Плутон (0,08 массы Земли), Уран (15), Нептун (17), Сатурн (95), Юпитер (318 масс Земли). Через 3 миллиарда лет все 9 планет Солнечной системы лишатся атмосфер и станут похожими на Луну. Такой «эволюционный финал» ожидает атмосферы всех старых планет во Вселенной.

Глава 10. Эволюция гидросферы Земли и других планет.
Гидросфера - это водная оболочка планеты в виде океанов, морей, озер, рек, ледников, снега и подземных вод. Распределение по видам гидросферы по Л. С. Абрамову имеет следующую раскладку. Смотрите таблицу 7. Вода имеет очень важное значение для растений и животных. Растения и животные на 95% состоят из воды. Вода - транспортная среда внутри клеток живых существ. Благодаря наличию воды в клетках полезные вещества перемещаются внутри растения или животного, благодаря растворению полезных веществ в воде совершается "связь" организма с внешним миром. Поэтому понятно, что планеты, не имеющие гидросферы, не имеют возможности создать жизнь. В составе атмосферы Венеры обнаружено всего 0,2% водяных паров, на поверхности Венеры отсутствуют океаны и моря, так как она нагрета до 400 ? С и вся вода там превращена в пар. Нет достоверной информации о наличии воды на поверхности других планет Солнечной системы. Можно утверждать, что 3 - 4 миллиардов лет назад Луна и Марс обладали океанами, морями и реками. Но они исчезли из-за потери атмосферы этими планетами, что привело к быстрому испарению и диссипации водных масс в космос. Изобилием воды на поверхности планеты обладает только Земля. Можно выделить следующие эволюционные этапы развития гидросферы Земли:
Таблица 7. Количество воды в составе гидросферы Земли.
Вид гидросферы Количество воды, километров в кубе (км 3 = 10 9 тонн)
Океаны 1400 ? 10 6 км 3
Подземные воды 1300 ? 10 6 км 3
Льды и снега 30 ? 10 6 км 3
Озера 2,3 ? 10 5 км 3
В виде пара в атмосфере 1,5 ? 10 4 км 3
Реки 1,2 ? 10 3 км 3
В составе растительно-животного мира /по В. И. Вернадскому/ 104 км 3
Всего Около 3 ?10 9 км 3, или 3 ?10 18 тонн
1. Атмосферная стадия гидросферы (5 миллиардов лет назад). Во время этой стадии вся вода планеты (в том числе и на Земле) находилась в виде пара в атмосфере, так как 5 миллиардов лет тому назад поверхность Земли имела температуру в 700 ° С, а вода испаряется при нагревании в 100 ° С.
2. Стадия горячих океанов (4 - 3 миллиарда лет назад). По той причине, что дно океанов имело очень высокую температуру (90 ° - 50 ° С), вода древних океанов у дна была горячая, на поверхности океанов - тёплая (30 ° С).
3. Стадия теплых океанов (3 - 1 миллиард лет назад). Вода древних океанов на любом уровне была повсеместно тёплая (20 ° С).
4. Стадия холодных океанов (1 миллиард лет назад - в наши дни). Вода океанов на любом уровне холодная, среднегодовая температура равняется 5 ° - 10 ° С.
5. Стадия оледенения океанов и распространения «вечной мерзлоты» на континентах (сейчас - 0,5 миллиардов лет в будущем). Все океаны Земли (теплые и холодные) начнут покрываться сплошным ледяным покровом (как Северный Ледовитый океан). Влажная почва континентов от воздействия низких температур будет образовывать «вечную мерзлоту».
6. Стадия отсутствия гидросферы на Земле (0,5 - 1 миллиард лет в будущем). После потери атмосферы планета потеряет и поверхностные воды, которые испарятся сначала в атмосферу, потом будут выброшены «солнечным ветром» в космос.
Динамика эволюционных изменений гидросферы связана с эволюционными изменениями литосферы и атмосферы.

§ 50. Атмосферная стадия гидросферы.
В период 5 - 4 миллиардов лет назад поверхность Земли была нагрета до температуры 200? - 1000? С. Поэтому вся вода находилась в атмосфере в парообразном состоянии (как на современной Венере). Вода поступала в атмосферу благодаря вулканическим извержениям.
§ 51. Стадия горячих океанов.
Остывание поверхности Земли ниже 100 ° С произошло 4 - 3 миллиарда лет назад. Вода из атмосферы в виде ливней начала «выливаться» на поверхность Земли. Образовались первые океаны и моря, озера и многочисленные реки с мутными, грязными водами. Вода была горячей (80° - 90° С). В то время подземных вод не существовало. Пропитывание воды в глубь горячих кристаллических пород литосферы хотя бы на 5 - 10 метров превращало ее в пар, который в виде многочисленных паровых гейзеров выбрасывался в атмосферу.
1) В этот период эволюции Солнечной системы (4 - 3 миллиарда лет назад) такие планеты, как Луна, Марс и Меркурий, также имели атмосферу и гидросферу. Благодаря малой массе, эти планеты остывали быстрее Земли, и 4 - 3 миллиарда лет назад их поверхность имела температуру 20? - 40? С, а холодная кристаллическая оболочка достигала глубины нескольких десятков километров. Когда-то вулканы активно насыщали водными парами атмосферу Луны, Марса и Меркурия. Вода в виде дождей выпадала на холодную поверхность планет с последующим образованием океанов и морей. Можно не сомневаться, что в будущем космонавтика и астрономия представят убедительные факты существования в прошлом довольно массивных гидросфер (океанов, морей, озер и рек) на всех планетах Солнечной системы.
2) Марс в 10 раз меньше по массе, чем Земля. Поэтому уже 2 миллиарда лет назад эта планета фактически потеряла атмосферу и гидросферу. В существовании в прошлом массивной гидросферы на Марсе можно уже не сомневаться. Автоматические межпланетные станции передали фотоснимки поверхности Марса. На них яркие области, или бывшие материки, занимают 70% диска планеты, а темные области, или «моря», - 30%. Марсианские «моря» характеризуются достаточно ровной поверхностью, сравнимой с дном земных океанов. Около 4 миллиардов лет назад 30% поверхности Марса покрывала вода. Факт существования в прошлом рек на Марсе представил американский спутник «Маринер - 4», который сфотографировал поверхность Марса с расстояния 10 000 километров. На фотографии четко видно высохшее извилистое речное русло, которое впадает в темную область бывшего моря. Как известно, для существования рек нужны дожди и подземные воды. На Марсе когда-то были тучи, дожди и подземные воды.
3) Луна меньше Земли по массе в 81 раз. Поэтому уже 3 миллиарда лет назад эта планета потеряла атмосферу и гидросферу. Если поверхность Луны рассматривать в телескоп, то на ней хорошо видны бывшие материки и территории, занятые когда-то морями. Материки составляли 60% площади лунного диска, а «моря» - 40%. Части «морей», вклинивающиеся узкой полосой в материки, названы «заливами», а изолированные темные пятна небольших размеров на материках - «озерами». Недавние исследования американских астрономов подтвердили факт существования рек, озер и океанов на Луне, так как они обнаружили огромные территории вечной мерзлоты под слоем грунта. Будущие систематические полеты на Луну дадут другие неопровержимые доказательства того, что современные «сухие лунные моря и озера» действительно были когда-то заполнены водой.
Для некоторых ученых такие утверждения покажутся фантастическими, но астрономические факты и эволюционная логика доказывают наличие крупных водоемов на поверхности Луны, Меркурия и Марса около 4 миллиардов лет назад. На этих небесных телах когда-то также бил прибой, дули ветры, грохотали вулканы. Но малая масса этих планет способствовала очень быстрому остыванию, прекратился вулканизм, под действием диссипации быстро развеялась атмосфера по космическому пространству. Солнечная радиация нагревает дневную сторону планет до несколько сотен градусов, поэтому вода океанов и морей на Марсе, Меркурии и Луне быстро испарялась и рассеялась по бесконечным просторам космоса. Потеря атмосферы и гидросферы на Меркурии произошла 3,5 миллиардов лет назад, на Марсе почти полная потеря атмосферы и гидросферы произошла 1 миллиард лет назад, а на Луне - около 2 миллиарда лет назад.

§ 52. Стадия теплых океанов.
На протяжении 1 - 3 миллиарда лет назад на Земле была стадия «теплых океанов», когда вода океанов и морей на Земле имела температуру 20? - 80? С. В эту стадию кора планеты остыла на глубину до 2 километров, а температура кристаллических пород стала ниже 100 ? С. Но на глубине более 3 километров температура литосферы достигала 300 ? - 500 ? С. Обильные дожди и проникновение вод океанов к недрам Земли явились причинами образования крупных подземных хранилищ воды. В то время совершался самый интенсивный подземный круговорот воды. Опустившись на глубину 2 - 3 километров, она нагревалась и частично превращалась в пар. Потом огромные ее массы под большим давлением выбрасывались на поверхность. На своем пути потоки горячей воды растворяли и вымывали миллионы тонн горных пород, солей, окислов металлов. В то время под землей возникло огромное множество гротов, пещер, подземных озер, пустот, длинных вертикальных колодцев.
В связи с очень теплой поверхностью Земли происходило постоянное испарение воды с ее поверхности, и количество дождей было в тысячи раз больше, чем сейчас. На поверхности активно действовали крупные родники, гейзеры, водные фонтаны, ключи. От этого на древних континентах возникло множество очень крупных и мелких рек, образовались большие пресные озера. Количество рек и озер на континентах 1 миллиард лет назад было в тысячи раз больше, чем сейчас.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173