ჩვენი პლანეტა რთული სისტემაა, რომელიც დინამიურად ვითარდება 4,5 მილიარდ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში. ამ სისტემის ყველა კომპონენტი (დედამიწის მყარი სხეული, ჰიდროსფერო, ატმოსფერო, ბიოსფერო), რომლებიც ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, განუწყვეტლივ იცვლებოდნენ რთულ, ზოგჯერ არა აშკარა ურთიერთობაში. თანამედროვე დედამიწა ამ ხანგრძლივი ევოლუციის შუალედური შედეგია.
სისტემის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტი, რომელიც დედამიწაა - ატმოსფერო, რომელიც უშუალო კავშირშია ლითოსფეროსთან, წყლის გარსთან, ბიოსფეროსთან და მზის გამოსხივებასთან. ჩვენი პლანეტის განვითარების ზოგიერთ ეტაპზე ატმოსფერომ განიცადა ძალიან მნიშვნელოვანი ცვლილებები შორსმიმავალი შედეგებით. ერთ-ერთ ასეთ გლობალურ ცვლილებას ეწოდება ჟანგბადის კატასტროფა. ამ მოვლენის მნიშვნელობა დედამიწის ისტორიაში განსაკუთრებით დიდია. ბოლოს და ბოლოს, სწორედ მასთან იყო დაკავშირებული პლანეტაზე სიცოცხლის შემდგომი განვითარება.
რა არის ჟანგბადის კატასტროფა
ტერმინი წარმოიშვა მე-20 საუკუნის მეორე ნახევრის დასაწყისში, როდესაც პრეკამბრიული დალექვის პროცესების შესწავლის საფუძველზე,დასკვნა ჟანგბადის შემცველობის მკვეთრი ზრდის შესახებ მისი ამჟამინდელი რაოდენობის 1%-მდე (პასტერის ქულები). შედეგად, ატმოსფერო სტაბილურად ჟანგვის ხასიათს ატარებდა. ამან, თავის მხრივ, განაპირობა სიცოცხლის ფორმების განვითარება, რომლებიც იყენებენ ბევრად უფრო ეფექტურ ჟანგბადის სუნთქვას ფერმენტული დუღილის (გლიკოლიზის) ნაცვლად.
თანამედროვე კვლევამ მნიშვნელოვანი დახვეწა მანამდე არსებული თეორია, რაც აჩვენა, რომ ჟანგბადის შემცველობა დედამიწაზე, როგორც არქეან-პროტეროზოური საზღვრის წინ, ისე მის შემდეგ მნიშვნელოვნად მერყეობდა და ზოგადად ატმოსფეროს ისტორია ბევრად უფრო რთულია, ვიდრე ადრე. ფიქრობდა.
უძველესი ატმოსფერო და პრიმიტიული ცხოვრების აქტივობები
ატმოსფეროს პირველადი შემადგენლობის დადგენა შეუძლებელია აბსოლუტური სიზუსტით და ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ის მუდმივი ყოფილიყო იმ ეპოქაში, მაგრამ აშკარაა, რომ იგი დაფუძნებული იყო ვულკანურ აირებზე და ქანებთან მათი ურთიერთქმედების პროდუქტებზე. დედამიწის ზედაპირიდან. საგულისხმოა, რომ მათ შორის არ შეიძლება იყოს ჟანგბადი - ეს არ არის ვულკანური პროდუქტი. ამგვარად, ადრეული ატმოსფერო აღდგენითი იყო. თითქმის მთელი ატმოსფერული ჟანგბადი ბიოგენური წარმოშობისაა.
გეოქიმიურმა და ინსოლაციის პირობებმა, ალბათ, შეუწყო ხელი მატის - პროკარიოტული ორგანიზმების ფენიანი თემების წარმოქმნას და ზოგიერთ მათგანს უკვე შეეძლო ფოტოსინთეზის განხორციელება (პირველი ჟანგბადის, მაგალითად, წყალბადის სულფიდის საფუძველზე). სულ მალე, როგორც ჩანს უკვე არქეანის პირველ ნახევარში, ციანობაქტერიებმა აითვისეს მაღალი ენერგიის ჟანგბადის ფოტოსინთეზი,რომელიც გახდა იმ პროცესის დამნაშავე, რომელმაც დედამიწაზე ჟანგბადის კატასტროფის სახელი მიიღო.
წყალი, ატმოსფერო და ჟანგბადი არქეანში
უნდა გვახსოვდეს, რომ პრიმიტიული ლანდშაფტი გამოირჩეოდა უპირველეს ყოვლისა იმით, რომ ძნელად ლეგიტიმურია საუბარი იმ ეპოქისთვის სტაბილურ ხმელეთ-ზღვის საზღვრებზე, მცენარეების ნაკლებობის გამო მიწის ინტენსიური ეროზიის გამო.. უფრო სწორი იქნებოდა წარმოვიდგინოთ უზარმაზარი ტერიტორიები, რომლებიც ხშირად დატბორილია უაღრესად არასტაბილური სანაპირო ზოლით, ასეთი იყო ციანობაქტერიული ხალიჩების არსებობის პირობები.
მათ მიერ გამოთავისუფლებული ჟანგბადი - ნარჩენები - შევიდა ოკეანეში და ქვედა, შემდეგ კი დედამიწის ატმოსფეროს ზედა ფენებში. წყალში მან იჟანგა დაშლილი ლითონები, უპირველეს ყოვლისა რკინა, ატმოსფეროში - აირები, რომლებიც მის შემადგენლობაში შედიოდა. გარდა ამისა, ის დაიხარჯა ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვაზე. ჟანგბადის დაგროვება არ მომხდარა, ადგილი ჰქონდა მხოლოდ კონცენტრაციის ლოკალურ მატებას.
დაჟანგვის ატმოსფეროს ხანგრძლივი დამყარება
ამჟამად, არქეანის ბოლოში ჟანგბადის ტალღა დაკავშირებულია დედამიწის ტექტონიკური რეჟიმის ცვლილებებთან (ნამდვილი კონტინენტური ქერქის ფორმირება და ფირფიტების ტექტონიკის ფორმირება) და ვულკანური აქტივობის ბუნების ცვლილებასთან, რომელიც გამოწვეულია მათ. ამან გამოიწვია სათბურის ეფექტის შემცირება და ჰურონის ხანგრძლივი გამყინვარება, რომელიც გაგრძელდა 2,1-დან 2,4 მილიარდ წლამდე. ასევე ცნობილია, რომ ნახტომს (დაახლოებით 2 მილიარდი წლის წინ) მოჰყვა ჟანგბადის შემცველობის ვარდნა, რისი მიზეზებიც დღემდე გაურკვეველია.
თითქმის მთელი პროტეროზოური პერიოდის განმავლობაში, 800 მილიონ წლამდე, ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაცია მერყეობდა, თუმცა, საშუალოდ ძალიან დაბალი იყო, თუმცა უკვე უფრო მაღალი, ვიდრე არქეაში. ვარაუდობენ, რომ ატმოსფეროს ასეთი არასტაბილური შემადგენლობა დაკავშირებულია არა მხოლოდ ბიოლოგიურ აქტივობასთან, არამედ დიდწილად ტექტონიკურ მოვლენებთან და ვულკანიზმის რეჟიმთან. შეიძლება ითქვას, რომ ჟანგბადის კატასტროფა დედამიწის ისტორიაში თითქმის 2 მილიარდი წელი გაგრძელდა - ეს არ იყო იმდენად მოვლენა, რამდენადაც ხანგრძლივი რთული პროცესი.
სიცოცხლე და ჟანგბადი
ოკეანეში და ატმოსფეროში თავისუფალი ჟანგბადის გამოჩენამ, როგორც ფოტოსინთეზის ქვეპროდუქტმა, განაპირობა აერობული ორგანიზმების განვითარება, რომლებსაც შეუძლიათ ამ ტოქსიკური აირის ათვისება და ცხოვრებაში გამოყენება. ეს ნაწილობრივ ხსნის იმ ფაქტს, რომ ჟანგბადი არ გროვდებოდა ამდენი ხნის განმავლობაში: სიცოცხლის ფორმები საკმაოდ სწრაფად გაჩნდა მის გამოსაყენებლად.
ჟანგბადის აფეთქება არქეან-პროტეროზოის საზღვარზე კორელაციაშია ეგრეთ წოდებულ ლომაგუნდი-იატულიან მოვლენასთან, ნახშირბადის იზოტოპურ ანომალიასთან, რომელმაც გაიარა ორგანული ციკლი. შესაძლებელია, რომ ამ ტალღამ გამოიწვია ადრეული აერობული სიცოცხლის აღზევება, რაც ასახულია დაახლოებით 2,1 მილიარდი წლით დათარიღებული ფრანვილის ბიოტაში, რომელიც მოიცავს, სავარაუდოდ, პირველ პრიმიტიულ მრავალუჯრედოვან ორგანიზმებს დედამიწაზე.
მალე, როგორც უკვე აღინიშნა, ჟანგბადის შემცველობა დაეცა და შემდეგ მერყეობდა საკმაოდ დაბალ მნიშვნელობებზე. შესაძლოა სიცოცხლის ელვარება, რამაც გამოიწვია ჟანგბადის მოხმარება,რომელიც ჯერ კიდევ ძალიან პატარა იყო, გარკვეული როლი ითამაშა ამ შემოდგომაზე? თუმცა, მომავალში აუცილებლად წარმოიქმნებოდა რაღაც „ჟანგბადის ჯიბეები“, სადაც აერობული სიცოცხლე საკმაოდ კომფორტულად არსებობდა და განმეორებით ცდილობდნენ „მრავალუჯრედული დონის მიღწევას“..
ჟანგბადის კატასტროფის შედეგები და მნიშვნელობა
ასე რომ, ატმოსფეროს შემადგენლობის გლობალური ცვლილებები არ იყო, როგორც აღმოჩნდა, კატასტროფული. თუმცა მათმა შედეგებმა მართლაც რადიკალურად შეცვალა ჩვენი პლანეტა.
გაჩნდა სიცოცხლის ფორმები, რომლებიც თავიანთ სასიცოცხლო აქტივობას აშენებენ მაღალეფექტურ ჟანგბადის სუნთქვაზე, რამაც შექმნა წინაპირობები ბიოსფეროს შემდგომი თვისებრივი გართულებისთვის. თავის მხრივ, ეს შეუძლებელი იქნებოდა დედამიწის ატმოსფეროში ოზონის შრის წარმოქმნის გარეშე - მასში თავისუფალი ჟანგბადის გაჩენის კიდევ ერთი შედეგი.
გარდა ამისა, ბევრმა ანაერობულმა ორგანიზმმა ვერ შეეგუა ამ აგრესიული გაზის არსებობას თავის ჰაბიტატში და დაიღუპნენ, სხვები კი იძულებულნი გახდნენ შეეზღუდათ თავი ჟანგბადისგან თავისუფალ "ჯიბეებში". საბჭოთა და რუსი მეცნიერის, მიკრობიოლოგის გ. ამის შედეგი იყო მეორე დიდი ჟანგბადის მოვლენა პროტეროზოიკის ბოლოს, რამაც გამოიწვია მრავალუჯრედიანი სიცოცხლის საბოლოო ფორმირება.
