Газообмен с окружающей средой — обязательный процесс для всех живых организмов. За миллионы лет «химической» и «биологической» жизни нашей планеты ей удалось найти равновесное состояние, которому мы и обязаны своим существованием. В противном случае Землю до сих пор населяли бы совсем другие организмы.
Как выяснили Йэн Кэмпбелл из Австралийского национального университета и Шарлотта Аллен из Университета японской Окаямы,
к росту уровня O2 в атмосфере привели процессы формирования и разделения суперконтинентов.
Азот N2 - 78,08%
Кислород O2 - 20,95%
Аргон Ar - 0,934%
Углекислый газ CO2 - 0,035% (в среднем)
Неон Ne - 0,00182%
Гелий He - 0,000524%
Метан CH4 - 0,000175%
Криптон Kr - 0,000114%
Водород H2 - 0,000055%
Постоянная утечка водорода в межпланетное пространство и химические реакции, происходящие в атмосфере под влиянием ультрафиолетового излучения, грозовых разрядов и прочих факторов привели к образованию третичной атмосферы. Её характеризуют гораздо меньшее содержание водорода и гораздо большее — азота и углекислого газа, образовавшихся в результате химических реакций из аммиака и углеводородов.
Главная составляющая для нас — кислород, необходимый для процессов дыхания абсолютному большинству живых организмов. Хотя существуют данные в пользу чисто геологического происхождения «живородящей» составляющей атмосферы, большинство ученых склоняются к биогенной версии. Которая отнюдь не мешает связать этапы накопления кислорода в воздухе с геологическими событиями.
Исследования изотопов самых разнообразных элементов — от углерода и серы до молибдена и свинца — показали, что таких этапов окисления было как минимум шесть.
в тектонике плит — континент, содержащий почти всю континентальную кору Земли. Изучение истории перемещений континентов показало, что с периодичностью около 600 миллионов лет все континентальные блоки собираются в единый блок, который затем раскалывается. Некоторые исследователи объясняют эту последовательность переходом мантии от одной ячейки (во время существования суперконтинента), когда все нисходящие потоки направлены под континент, к двухъячеистой системе течений.
Возможные будущие суперконтиненты
Пангея Ультима или Амазия (через ~250 — ~400 миллионов лет);
Австралия-Антарктида-Афроевразия (через ~130 миллионов лет). Антарктида объединится с южной Австралией или Азией, которые к тому моменту будут составлять один суперконтинент.
Австралия-Афроевразия (через ~60 миллионов лет) — Австралия столкнётся с восточной Азией с образованием горной цепи, сравнимой с существующей в Гималаях.
Современные суперконтиненты
Афроевразия (~5 миллионов лет назад — наши дни)
Америка (~15 миллионов лет назад — наши дни)
Евразия (~60 миллионов лет назад — наши дни)
Древние суперконтиненты
Гондвана (~600 — 30 миллионов лет назад)
Лавразия (~300 — 60 миллионов лет назад)
Пангея (~300 — 180 миллионов лет назад)
Лавруссия (~300 миллионов лет назад)
Паннотия (~600 — 540 миллионов лет назад)
Родиния (~1.1 миллиард лет назад — ~750 миллионов лет назад)
Коламбия, также известен как Нуна, (~1.8 — 1.5 миллиарда лет назад)
Нена (~1.8 миллиарда лет назад)
Кенорланд (~2.7 миллиарда лет назад)
Ур (~3 миллиарда лет назад)
Необходимо отметить, что представления о древних и будущих суперконтинентах могут подвергнуться существенному пересмотри при дальнейшем изучении и уточнении данных о движении литосферных плит в настоящее время и в прошлом, а также сравнительном анализе горных пород с различных континентов.
Один из залогов постоянства на протяжении сотен миллионов лет, разделяющих знаковые геологические события, — геохимические процессы, обеспечивающие «усвоение» кислорода в земной коре и океане.
Формирование суперконтинентов не приводило к непосредственному высвобождению кислорода, зато было связано с появлением массивов «супергор».
название, данное Альфредом Вегенером протоконтиненту, возникшему в палеозое.
В процессе формирования Пангеи из более древних континентов на местах их столкновения возникли горные системы, некоторые из них просуществовали и до нашего времени, к примеру Урал или Аппалачи. Эти ранние горы гораздо древнее таких сравнительно молодых горных систем - таких, как Альпы в Европе, Кордильеры в Северной Америке, Анды в Южной Америке или Гималаи в Азии. Из-за длящейся много миллионов лет эрозии Урал и Аппалачи - обкатанные невысокие горы.
Гигантский океан, омывавший Пангею, носит название Панталасса.
Пангея раскололась примерно 150-220 миллионов лет назад на два континента. Северный континент Лавразия позже раскололся на Евразию и Северную Америку, в то время как из южного континента Гондвана позже произошли Африка, Южная Америка, Индия, Австралия и Антарктида.
Эти же геологические периоды характеризуются усиленным отложением органического углерода и пирита, способных реагировать со свободным кислородом. Именно реакции с органическим углеродом, железом и серой поддерживают упомянутое выше равновесие. В их отсутствие вновь образованный газ оставался в атмосфере. А «ступенчатое» возрастание закончилось 20 с лишним процентами кислорода в современной атмосфере.
Второе следствие гипотезы Кэмпбелла и Аллен — постепенное снижение содержания кислорода в относительно спокойные тектонические периоды — тоже подтвердилось анализом изотопного состава, относящегося к периодам разрушения Пангеи и Гондваны.
Хотя эти процессы не приводили к моментальному исчезновению видов, все они сказывались на разнообразии жизненных форм. Так что обитатели грядущей Пангеи Ультимы — суперконтинента, который, согласно некоторым теориям, объединит почти всю земную сушу через несколько сот миллионов лет — могут быть совсем не похожи на окружающих нас представителей флоры и фауны.
