Абиогенный атмосферный кислород?

[turchin]

Развитие Земли. Сорохтин Олег Георгиевич, Ушаков Сергей Александрович. Учебное издание
ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ АТМОСФЕРЫ НА ЗЕМЛЕ
О проблеме дегазации земных недр.
http://astro-world.narod.ru/archive/books/geo/book2/ch10.pdf

Здесь утвержадется, что в результате разогрева и распада оксида железа в земных недрах через 600 миллионов лет атмосфера земли заполнится абиогенным кислородом, который уничтожит всё животе.

вероятно, если это так, открытие кислородных планет, не  означает наличия на них жизни.

стр. 15
"В будущем общее давление земной атмосферы продолжит постепенное снижение
за счет связывания микроорганизмами азота в почвах континентов. Процесс этот
продолжится до тех пор, пока в будущем, приблизительно через 600 млн лет, не начнется
дегазация из мантии эндогенного кислорода, освобождающегося при образовании
“ядерного” вещества Fe·FeO по реакции (4.6) из предельно окисленных к тому времени
окислов железа в мантии. После этого давление кислорода в атмосфере Земли начнет
стремительно возрастать вплоть до 40 атм и выше. Но произойдет это, на наше счастье,
еще очень не скоро."

[Nucleosome]

Вообще уже много раз слышал об этом "апокалипсисе", но не понимаю почему мантия должна так разогрется, что разложит такую жёсткую штуку как оксид железа. Откуда столько энэргии взять?

[turchin]

говорят, что из-за гравитационной дифференцации недр, то есть за счёт опускания тяжелого вниз.

но есть много и альтернативных версий.

[Nucleosome]

говорят, что из-за гравитационной дифференцации недр, то есть за счёт опускания тяжелого вниз.

но есть много и альтернативных версий.

Ну так это является (как я недавно понял) основным источником тектонических движений. Но ведь всё это должно со временем делаться всё слабее, так откуда же вдруг возмётся всплеск, равного корому уже несколько миллиардов как не было? Цикличность тектонических процессов, наверное есть, но почему до сих пор не было столь мощных всплесков и что указывает на то, что будет? где есть подобные материалы?

[turchin]

Вот что пишет автор приведённого текста в конце статьи:

"Рассмотрим здесь еще один вывод, важный для понимания путей дальнейшего
развития жизни на Земле. В настоящее время, как уже неоднократно отмечалось, рост
земного ядра происходит за счет выделения из мантийного вещества эвтектического
расплава Fe·FeO, образующегося по реакции 2FeO → Fe·FeO + O (см. раздел 4.3). Однако
сейчас освобождающийся кислород не может дегазироваться из мантии, поскольку он,
соединяясь с оставшейся окисью железа, образует молекулу магнетита 3FeO + O → Fe3O4.
Приблизительно через 600 млн лет все железо в мантии окажется окисленным до
устойчивой фазы магнетита Fe3O4 (см. рис. 4.10), поэтому кислород, освобождающийся
при образовании “ядерного” вещества по реакции (4.6), уже не сможет более связываться
с железом, а начнет дегазироваться из мантии в атмосферу. В результате давление
атмосферы станет быстро возрастать, и уже через 1 млрд лет оно превысит 14 атм, а к
моменту прекращения тектонической активности Земли (и ее дегазации), через 1,6 млрд
лет, парциальное давление кислорода достигнет 43 атм.
"

[Nucleosome]

Так это если железные оксиды окончатся не одновременно...
Кроме того, надо бы подумать не может ли Fe₃O₄ окислится до Fe₂O₃
Кроме того, у организмов будет 800 млн лет чтобы "придумать" что делать с пребывающим кислородом. Это не так мало. Хотя что можно сделать? Не знаю - всё тут на поверхности уже вроде окисленно...

[Kweni]

Утверждение о высвобождении больших количеств кислорода через 600 млн лет ошибочно.

Ошибка автора вызвана недостатком знаний в области химии.
В разделе 4,3, на который автор ссылается при обосновании странной реакции  2FeO > Fe·FeO + O, обоснованный ранее им тезис
"ядро Земли имеет состав Fe·FeO"
 он неявно превращает в другой, совершенно нелепый
"всякое кислородное соединение железа, попавшее в область ядра, приобретёт состав Fe·FeO"
 Этот странный вывод он обосновывает в разделе 2,6 изменением распределения электронов в атоме железа и валентности железа при больших давлениях. Автор, видимо, неявно предполагал, что строение атома железа - единственный значимый фактор в этом деле, кислород же услужливо примет любую форму, какую атомам железа будет угодно ему продиктовать. Вообще, обоснованием это не является, так как само понятие валентности имеет предсказательную силу при рассмотрении молекул, но не кристаллов с ионной или металлической решёткой. Электронные оболочки атома изучались и выделялись применительно к индивидуальным атомам для объяснения химии водных растворов, в кристалле же индивидуальных атомных орбиталей не существует. Кристаллические соединения даже при обычных условиях, не говоря уже об области больших давлений, могут иметь отклонения от стехиометрического состава в широких пределах, соответственно формальная валентность железа там вообще будет дробной. Состав конкретно оксида железа будет в значительной мере задаваться исходным соотношением кислорода и железа, а вовсе не валентностью. И уж распадение оксида железа с выделением атомарного свободного кислорода при большом давлении совершенно невероятно.

В этом свете, если ядро железа действительно имеет состав Fe·FeO, это скорее означает поглощение металлическим железом части кислорода из мантии при формировании  ядра, а не высвобождение кислорода из оксидов железа, как предполагает автор.

Что же касается возможности наличия кислрродной атмосферы планеты небиогенного происхождения, то это возможно, если кислорода в исходном веществе будет больше, чем нужно для полного окисления остальных элементов.

[assa32]

В рамках существующей научной парадигмы: Не может агрессивный атом высвобождаться. Это нонсенс.
Сам вопрос, я так понимаю вытекает из вопроса о Марсе?

[С Цереры]

Да нет,

В рамках существующей научной парадигмы: Не может агрессивный атом высвобождаться. Это нонсенс.
Сам вопрос, я так понимаю вытекает из вопроса о Марсе?

Да нет, этот вопрос вытекает из общей теории планет.....
И ответа а него нет....Жизнь или Геология.....

[Проходящий Кот]

Да нет,

В рамках существующей научной парадигмы: Не может агрессивный атом высвобождаться. Это нонсенс.
Сам вопрос, я так понимаю вытекает из вопроса о Марсе?

Да нет, этот вопрос вытекает из общей теории планет.....
И ответа а него нет....Жизнь или Геология.....

Некоторые считают, что есть

Вы тоже можете посчитать.    Время "полураспада" О2 на Земле ок. 10 000 лет (есть разночтения, правда). Скорость фотолиза также известна. Ну и соотнести это с массой земной атмосферы.

То есть, иными словами: присутствие заметного % кислорода в атмосфере некой планеты - однозначный индикатор наличия на ней Жизни, так?

Совершенно верно.

p.s. Точка Пастера - 2 мбар парциального давления О2. Это граница между анаэробной и аэробной жизнью.

[Dem]

В рамках существующей научной парадигмы: Не может агрессивный атом высвобождаться. Это нонсенс.
Сам вопрос, я так понимаю вытекает из вопроса о Марсе?

Может. Если сила гравитационной дифференциации начинает превосходить силу химической связи.

[L_Pt]

Сорохтин сделал предположение, что ядро будет расти и дальше с той же скоростью. А для этого нужен распад оксидов железа. Никаких термодинамических расчетов он не проводил.

[EvilShurik]

Всё довольно легко просчитывается. Fe*FeO обладает наибольшей плотностью из всех оксидов железа при давлении выше десяти тысяч атмосфер. Граница твёрдое земное ядро - жидкое ядро проходит в области температур, при которых атом кислорода не связан жёстко с атомом железа. Их связи в этой области температур то рвуться, то вновь возникают. Поэтому кислород в некоторой степени можно рассматривать, как самостоятельное вещество, смешанное с железом. Имеет место быть при температурах около 1500К как бы очень вязкая смесь кислорода, железа и их соединения. Поэтому, возможен процесс абвекции - менее плотный кислород очень медленно диффундирует вверх, в направлении земной поверхности, а тяжёлый, плотный Fe*FeO движется к центру Земли. Выделяющаяся при этом процессе энергия, поддерживает температуру ядра Земли. В результате внешние, более холодные, и соответственно более стабильные в химическом плане слои земного ядра насыщаются оксидами железа. И если термодинамически выгоден распад окиси железа из-за гравитационной дифференциации оксидов по плотности, то возможна и ситуация, когда начнётся выделение ювенильного кислорода. Хотя, если ядро Земли к тому времени достаточно остынет, кислород может оказаться заперт в окислах Fe3O4*Fe2O3, из-за потери в результате снижения температуры мобильности атомов кислорода и железа, составляющих окисел.

[Golossvyshe]

Где могучая кислородная атмосфера Венеры?

[L_Pt]

Всё довольно легко просчитывается. Fe*FeO обладает наибольшей плотностью из всех оксидов железа при давлении выше десяти тысяч атмосфер. Граница твёрдое земное ядро - жидкое ядро проходит в области температур, при которых атом кислорода не связан жёстко с атомом железа. Их связи в этой области температур то рвуться, то вновь возникают. Поэтому кислород в некоторой степени можно рассматривать, как самостоятельное вещество, смешанное с железом. Имеет место быть при температурах около 1500К как бы очень вязкая смесь кислорода, железа и их соединения. Поэтому, возможен процесс абвекции - менее плотный кислород очень медленно диффундирует вверх, в направлении земной поверхности, а тяжёлый, плотный Fe*FeO движется к центру Земли. Выделяющаяся при этом процессе энергия, поддерживает температуру ядра Земли. В результате внешние, более холодные, и соответственно более стабильные в химическом плане слои земного ядра насыщаются оксидами железа. И если термодинамически выгоден распад окиси железа из-за гравитационной дифференциации оксидов по плотности, то возможна и ситуация, когда начнётся выделение ювенильного кислорода. Хотя, если ядро Земли к тому времени достаточно остынет, кислород может оказаться заперт в окислах Fe3O4*Fe2O3, из-за потери в результате снижения температуры мобильности атомов кислорода и железа, составляющих окисел.

А если с цифрами?

[Проходящий Кот]

Где могучая кислородная атмосфера Венеры?

Сгорела в углероде

[Golossvyshe]

Статья чрезвычайно интересна.
Ушаков – геолог с мировым именем, и я никак не могу оспаривать его работу. Но если он в данном случае прав, последствия сей статьи будут более чем серьёзными. Полный переворот, иже революция.

В частности, полностью дезавуируется поиск экзожизни. Никаких иных маркеров, кроме свободного кислорода в атмосфере, нам в обозримой перспективе не представится.

[Проходящий Кот]

Статья чрезвычайно интересна.
Ушаков – геолог с мировым именем, и я никак не могу оспаривать его работу. Но если он в данном случае прав, последствия сей статьи будут более чем серьёзными. Полный переворот, иже революция.

В частности, полностью дезавуируется поиск экзожизни. Никаких иных маркеров, кроме свободного кислорода в атмосфере, нам в обозримой перспективе не представится.

И необходимость некислородной стадии развития жизни тоже оказывается под вопросом.......

[Dem]

Где могучая кислородная атмосфера Венеры?

Она на 2/3 из кислорода, ага
Сначала кислород должен окислить всё что может. Наверно ещё не произошло.

[Крупин]

     Между тем имеется следующее противоречие. С одной стороны ядро Земли полагается железным, в то время как в земной коре железо окислено в трёхвалентное. Парадокс в том, что, по идее вся земля сложена снизу доверху из пёстрой мешанины астероидов различного состава, которые за миллиарды лет переплавились и перемешались. Допустим, вначале была смесь трёхвалентного и неокисленного железа. Реакция между ними должна была дать энергетически более устойчивое двухвалентное железо.

     Ряд геохимиков полагает, что такая ситуация объясняется тем, что энергетически выгодная в обычных условиях реакция из-за гравитационного фактора идёт обратным ходом из-за того, что оседание в ядро тяжёлого металлического железа энергетически компенсирует  изменение хим. энергии. Схожая гипотеза привлекается м для объяснения вулканизма Ио, например в книге Бялко "Наша планета Земля". Что мол недра Ио сложены сульфидом железа, который устойчивее смеси серы и железа. Но гравитационный фактор заставляет этот сульфид рассслаиваться на всплывающую серу и тонущее железо.

    На этом можно, в принципе, поспекулировать, что восстановительная атмосфера Земли заменилась окисленной вследствие этого эффекта. И что мол оксиду железа в выгодно, вообще, отдать кислород - пусть всплывает к коре и выделяется в атмосферу в чистом виде. Но покамест вулканы кислорода отнюдь не выделяют.