Кислород весьма важен для земной жизни. Мы не сумели бы выжить без данного газа. К счастью, воздух Земли приблизительно на 21 процент состоит из него. Но так было не всегда. И когда кислород впервые появился на нашей планете в огромном количестве, это была величайшая трагедия всех времен. Когда Земля только сформировалась (это случилось 4,58 млрд лет назад), ее атмосфера очень отличалась от нынешней. Она состояла в основном из водорода и гелия. Это два самых распространенных химических элемента во Вселенной. И, соответственно, их было немало в газопылевом диске, из которого образовались Солнце и планеты Солнечной системы. Кроме водорода и гелия, в первичной атмосфере, вероятно, вдобавок присутствовали в небольших количествах метан и аммиак. В общем-то дышать там было бы человеку нечем. Атмосфера Земли представляла собой нездоровую и дурно пахнущую смесь. По крайней мере, для людей...

Очень жарко

Кроме того, раньше на земле было весьма жарко. Радиоактивные элементы в недрах Земли активно распадались. И генерировали немало тепла. Сама Земля еще не полностью «осела», и все еще сжималась под действием своей гравитации. Это сжатие также высвобождало тепло. Ко всему вышеперечисленному необходимо обозначить тот факт, что в космосе болталась груда камней, которые непрерывно падали на Землю. На планете было весьма жарко. Настолько жалко, что атомы первичной атмосферы двигались очень быстро. Так быстро, что гравитация Земли не могла их удержать.

Солнце тоже приняло участие в этом процессе. И когда костер термоядерного синтеза набрал полную силу, первобытной атмосфере Земли пришлось несладко. Безгранично могучий солнечный ветер попросту уничтожил последние фрагменты первозданной атмосферы. Через несколько сотен миллионов лет от нее почти ничего не осталось. И потребовалось некоторое время, прежде чем образовалась новоиспеченная атмосфера. Для этого Земля должна была немножко остыть. Ударов астероидов стало меньше, и наша планета активно отдавала тепловую энергию в космос. И в какой-то момент кора планеты достаточно остыла, чтобы возникли первые вулканы. Из этих вулканов на поверхность выходила жидкая порода земных недр. А вместе с ней и различные газы, прежде связанные в породе. Эта новая атмосфера именуется «Первой атмосферой». Хотя на самом деле она была, как мы уже выяснили, второй. Но поскольку первобытная атмосфера была недолговечной, эксперты ее за атмосферу не считают.

Первая атмосфера состояла приблизительно на 80 процентов из водяного пара. Кроме того, в ней имелось около 10 процентов углекислого газа, 6 процентов сероводорода и различные другие газы в незначительных количествах. Впрочем кислорода в ней по-прежнему не было!

Будет ласковый дождь

В принципе это были те же самые газы, которые и теперь выбрасываются вулканами. Но поскольку на ранней Земле было еще очень тепло, весь водяной пар не мог выпасть на Землю в виде дождя. На поверхности Земли не было жидкой воды. Вся вода находилась в атмосфере виде водяного пара.

Но в какой-то момент стало довольно прохладно. А потом пошел дождь. Сей дождь не прекращался бесконечно долго. Он шел и шел день за днем, неделю за неделей. Он продолжал идти практически 40 000 лет! После того как он стих, и последние его капли пролились из древних облаков, оказалось, что теперь на Земле возникли океаны и другие водоемы!

Именно в них зародились первые формы жизни. В результате метаболизма первых бактерий производился азот и метан. И эти газы накапливались в атмосфере. Живые создания тех времен использовали для своей жизнедеятельности углекислый газ. К тому же, сероводород и углекислый газ растворялись в океанах. И подобным образом извлекались из атмосферы. Так что азота в ней становилось все больше и больше. А других газов и все меньше и меньше.

Так продолжалось приблизительно 3,4 миллиарда лет. И наша первая атмосфера постепенно стала второй. Практически полностью состоящей из азота. Да, на Земле тогда уже была жизнь. Но она имелась исключительно в океане. И это были только бактерии и некоторые другие микроорганизмы. Но кислорода в атмосфере по-прежнему не было. Он появился в ней лишь с третьей атмосферой. Потому что бактерии и водоросли стали использовать другой тип метаболизма. При котором в качестве побочного продукта производился кислород. Первоначально это не оказало особого воздействия на состав атмосферы Земли. Образовавшийся кислород вступал в реакцию с прочими молекулами, такими как железо и сероводород. Из моря в атмосферу кислород практически не попадал. Но 2,3 миллиарда лет назад все изменилось. В океане накопилось достаточно кислорода, чтобы окислить все, что возможно. И он начал уходить в атмосферу.

Переходим на кислород

Небольшим бактериям и водорослям понадобилось определенное время, дабы выработать заметные количества кислорода. Миллиард лет назад его концентрация в атмосфере составляла только 3 процента. Но для большинства существ того времени это определенно было нехорошей новостью. Они не были к этому готовы. И очень динамичный химический элемент кислород был для них чистейшей отравой. Отчего практически все живые создания вымерли. Это было крупнейшее массовое вымирание в летописи нашей планеты.

Уцелели исключительно те существа, которые смогли адаптироваться к новым условиям. Они начали производить так называемые пероксидазы. Это особые ферменты, умеющие расщеплять вредоносные для обмена веществ кислородные соединения. И подобным образом делать их безвредными. Эти существа пережили «Великую кислородную катастрофу». И почти все существующие сейчас живые существа произошли от них. Включая и нас, людей. Наш метаболизм зависит от кислорода. И мы можем выжить исключительно в нынешней, третьей атмосфере Земли.

Кислородная атмосфера

После появления кислорода его накапливалось все больше и больше в атмосфере. И почти полмиллиарда лет назад его стало так много, что молекулы озона смогли образовываться из отдельных атомов кислорода в ее верхних слоях. И этот озоновый слой начал оберегать живые организмы от губительного УФ-излучения из космоса. Это имело огромное значение для дальнейшего развития жизни. Она смогла выйти на сушу.

Около 350 миллионов лет назад концентрация кислорода в атмосфере достигла сегодняшнего уровня. Впрочем он изменялся снова и снова. В какой-то момент он поднимался до 30 процентов, затем снова падал до 15 процентов. Но когда на Земле появились первые деревья, уровень кислорода стабилизировался. На почти 20 процентах, которые мы видим сегодня.

Инцидент Великой кислородной катастрофы убедительно показывает, что мы живем в мире, который не был сотворен нарочно для нас. Мы здесь исключительно потому, что произошли от немногих существ, уцелевших после самого многочисленного вымирания в истории Земли. И этот случай вдобавок показывает, насколько сложна биологическая конструкция нашей планеты.

Только представьте: метаболизм нескольких видов бактерий и водорослей в океанах может видоизменить всю планету! И поэтому мы должны очень скрупулёзно подумать о том, как мы относимся к нашему миру. Во второй половине 20 века мы наглядно продемонстрировали, как быстро можем разрушить озоновый слой.
Потребовалось довольно много времени, дабы для нас, людей, сформировалась третья, благосклонная для жизни атмосфера. Нам следует быть осторожными в том, что мы делаем с ней. Атмосфера нашей планеты уже трижды коренным образом менялась. В прошлый раз в этом были виноваты бактерии. Мы, люди, вполне можем вызвать возникновение «Четвертой атмосферы».

Впрочем очень сомнительно, что в этой атмосфере можно будет дышать.Источник: "Живой космос"