Баланс в атмосфере

Атмосфера состоит из четырех основных газов: азота (78%), кислорода (21%), аргона (менее 1%) и двуокиси углерода (0, 03%). Атмосферные газы делятся на «реагирующие» и «нереагирующие».

Реакции первых имеют жизненно важное значение, тогда как при реакции других образуются соединения, способные уничтожить живое. К примеру, аргон и азот химически инертны и редко вступают в реакцию. Однако если бы они могли реагировать также легко, как, скажем, кислород, то океаны превратились бы в азотную кислоту.

С другой стороны, кислород вступает в реакцию со многими атомами, органическими соединениями и даже скалами, в результате чего образуются жизненно важные молекулы вроде воды и углекислого газа.

Наряду с реактивностью газов, большое значение имеют также их пропорции и концентрации. Возьмем, например, кислород, который содержится в атмосфере в высокой концентрации. Насыщенность атмосферы кислородом также является особенностью, отличающей Землю от остальных планет в Солнечной системе, ибо ни на одной из них кислорода нет и в помине.

Если бы атмосфера содержала большее количество кислорода, реакции окисления протекали бы намного быстрее, а камни и металлы стремительно подверглись бы эрозии. А это повлекло бы за собой неизбежное разрушение земли, что представляло бы серьезную угрозу для всего живого. Если же в атмосфере было бы меньше кислорода, то стало бы трудно дышать и уменьшилось бы образование озона. А изменения в концентрации озона фатальны для жизни. При недостатке озона ультрафиолетовые солнечные лучи интенсивнее достигали бы поверхности Земли и уничтожили бы живое. А избыток озона опять-таки представляет угрозу жизни, ибо препятствует достижению солнечных лучей поверхности земли.

Этот тонкий баланс действителен и в отношении углекислого газа. Благодаря ему растения поглощают солнечную энергию, смешивают ее с водой, образуют двууглекислую соль (бикарбонат) и выделяют ее в океаны. Опять-таки, поглощая углекислый газ, они обогащают атмосферу кислородом. В то же время этот газ играет роль в постоянстве температуры Земли за счет так называемого «парникового эффекта».

При низкой концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе, сократилось бы количество растений суши и морей. Таким образом, уменьшились бы источники питания животных, а также содержание бикарбоната в океанах, что повлекло бы повышение концентрации кислоты. Избыток же углекислого газа в атмосферном воздухе ускорил бы химическую эрозию земли и формирование вредной щелочной среды в океанах. Кроме того, из-за усиления парникового эффекта повысилась бы температура нашей планеты и жизнь исчезла бы с лица земли.

Как видно, атмосфера играет исключительно важную роль в постоянстве жизни на Земле. Для существования же атмосферы требуется совокупность некоторых астрофизических условий.

A) Температура поверхности земли должна оставаться умеренной и оптимальной. А для этого:

1. Земля должна быть на определенном расстоянии от Солнца. Поскольку это расстояние играет роль в количестве тепловой энергии, достигающей Земли от Солнца. Небольшое отклонение Земли от своей орбиты (приближение к Солнцу или же удаление) влечет за собой существенные изменения в количестве солнечной энергии, достигающей земли. Вычисления показывают, что при снижении солнечной энергии на 13% Земля покроется слоем льда толщиной в 1000 метров. С другой стороны, незначительное повышение этой энергии вызовет гибель всего живого от жары.

2. Распределение температуры на всем земном шаре должно быть равномерным. Для чего Земля должна вращаться вокруг своей оси с определенной скоростью (1670 км/час на экваторе). При ускорении же скорости вращения Земли повысится температура атмосферы, вследствие чего газовые молекулы, преодолев земное притяжение, покинут атмосферу и уйдут в межпланетное пространство. А это, в свою очередь, привело бы крассеянию и исчезновению самой атмосферы. При замедлении же скорости вращения Земли замедлится и скорость ускользаниягазовых молекул в межпланетное пространство, и под влиянием земного притяжения они будут поглощены землей и опять-таки исчезнут.

3. Наклон земной плоскости под углом 23°27’ предотвращает рост температуры, препятствующей формированию атмосферы между полюсами и экватором. При отсутствии же этого наклона, разница в температуре между полюсами и экватором существенно увеличилась бы и появление атмосферы, благоприятной для жизни, стало бы невозможным.

B) Необходим атмосферный слой, препятствующий рассеянию теплового излучения Земли:

Для постоянства температуры нашей планеты необходимо предотвратить потерю еетепла, особенно ночью. И эта потребность удовлетворена добавлением в атмосферу углекислого газа. Углекислый газ, покрывая Землю словно одеяло, не позволяет теплу рассеяться и уйти в космические просторы.

C) Рельеф Земли балансирует колебания температуры между полюсами и экватором:

Как известно, разница в температуре между полюсами и экватором Земли составляет около 120^oC. Если же подобная разница существовала бы на более ровной поверхности, то там имело бы место мощное атмосферное движение. Так, что бури, достигающие скорости 1000 км в час, перевернули бы землю с ног на голову. Эти бури рассеяли бы атмосферу, нарушив ее статистическое равновесие.

Однако крупнейшие неровностиЗемли блокируют потенциальные воздушные потоки, которые могли бы возникнуть из-за разницы в температуре. Эти неровности начинаются Гималаями в Китае, продолжаются Таврами в Анатолии и достигают Альпов в Европе в виде горных цепей, соединяясь с Атлантическим океаном на западе и Тихим – на востоке. Вследствие большой теплоёмкости воды, океаны оказывают умеряющее воздействие на колебания температуры воздуха окружающей среды и переносят вместе с течением избытки тепла на север и юг.Таким образом океаны участвуют в теплообороте Земли.

Как видно, существование воздуха – одного из основных элементов жизни – возможно в результате бесчисленных физических и экологических балансов. Кроме того, для существования жизни на Земле недостаточно лишь осуществления какого-то одного условия. Даже будучи в нынешнем своем состоянии, но при малейшем изменении в занимаемом ею месте в галактике, Земля потеряла бы присущий ей баланс. Например, если бы на месте солнца оказалась звезда поменьше, то наша планета была бы исключительно холодной, а звезда побольше солнца спалила бы Землю.

Для того, чтобы понять, что Земля не является продуктом неких случайностей, вполне достаточно лишь взглянуть на миллионы безжизненных планет в космосе. Уж слишком сложны необходимые для жизни условия, чтобы они могли сложиться «стихийно», по воле случая, и только Земля создана особо для жизни.