Физико-химическая эволюция в развитии биосферы

Эволюция биосферы

?

Проблемный вопрос:

• Почему для решения проблемы возникновения жизни на Земле необходимо знать историю появления не только нашей планеты, но и всей Солнечной системы????

Этапы развития биосферы Земли

• Возникновение и развитие планеты Земля как части Солнечной системы

( термоядерные процессы)

II. Эволюция химических веществ на планете:

1.физико-химическая история

2.Геологическая история

3.Климатическая история

III. Биологическая эволюция

«Все более очевидным становится тот факт. Что дарвиновская (т.е. биологическая эволюция) – это лишь сияющая вершина айсберга, почти девять десятых которого скрыто от нашего взгляда».

• Академик А.И. Опарин впервые в науке выдвинул естественнонаучную теорию о зарождении жизни на Земле. Он доказал, что первоначальные формы жизни – результат эволюции химических веществ на планете, а затем путем эволюции живой материи произошло усложнение живых существ.

Процесс происхождения жизни на Земле теснейшим образом связан с историей возникновения и развития самой нашей планеты как части Солнечной системы.

Солнечная система зародилась в газовом облаке, находящемся в состоянии равновесия с собственным гравитационным полем. Такие облака называют протопланетными.

Полагают, что рядом с протопланетным облаком произошел взрыв

«сверхновой», сопровождавшийся выделением огромного количества

энергии. Ударная волна вызвала уплотнение материи в облаке,

термоядерные процессы и разогрев – так образовалось Солнце.

Периферическая часть протопланетного облака разделилась на

отдельные сгущенные тела – планетезимали , которые сталкивались,

увеличивались, у них появлялось свое гравитационное поле, что

ускоряло процесс роста планет и уплотнения вещества.

Рост Земли был медленным, полагают в течение 1 млрд. лет

• Протоземля после своего образования была холодным космическим телом, лишенным тектонических процессов. В этот период (4,6 млрд. лет назад) на поверхности Земли не было ни океанов, ни атмосферы и она была лишена мантии и ядра.

Протоземля

Холодное космическое тело

Нет мантии

Протоземля

Нет ядра

Состав однородный

Нет тектонических процессов

Нет атмосферы и океанов

По мере формирования планеты ее недра разогревались в результате накопления тепла, из-за распада радиоактивных элементов и приливной энергии Луны, начались процессы плавления веществ и их гравитационная дифференциация: более тяжелые опускались вниз, а легкие поднимались вверх и образовывали земную кору.

• У молодой Земли отсутствовала атмосфера, т.к. газы из «протопланетного» облака были потеряны раньше, чем растущая Земля смогла своим тяготением их удерживать у своей поверхности.
• Лишь достигнув значительных размеров, Земля стала притягивать эти газы- водород, гелий.

Химическая эволюция в истории Земли

При разогревании недр Земли из ее внутренних зон на поверхность начали выделяться газовые компоненты: аммиак, углекислота, сероводород, водород. Взаимодействие газов приводило к образованию метана и воды, водяной пар окружил Землю сплошной пеленой облаков.

Кислород и азот в атмосфере

отсутствовал! Химические

реакции, идущие на Земле

поглощали свободный

кислород.

Значение Луны

Луна вызвала на Земле сильные землетрясения. Что привело к образованию ядра и мантии

Луна активизировала тектонические процессы, раскрутила планету, определила своей орбитой наклон земной оси, что обусловило климатическую закономерность природных явлений Земли.

Пангея

• Образование плотного земного ядра, сопровождалось сильными конвективными потоками в мантии, что привело к образованию возле одного полюса огромной континентальной плиты – суперконтинента Пангея (лат. Pan- «всё», Гея греч. «богиня Земли»). Это произошло 2,5 млрд. лет назад.

Насыщение водой земной коры, вызвало активное вымывание металлического железа из мантии. Около 600 млн. лет назад свободное железо исчезло из мантийного вещества. Поглощение свободного кислорода прекратилось и атмосфера обогатилась кислородом, в это время на Земле возникла многоклеточность и появилось царство Животных

Процессы химической эволюции

• Как видим, этапу формирования жизни на Земле предшествовала длительная физико-химическая, геологическая и климатическая история развития нашей планеты. Наиболее существенные физико-химические события произошли 4900-4000 млн. лет назад. Появившись около 3600 млн. лет назад, мир живых организмов овладел нашей планетой, создав особую оболочку Земли – биосферу .