Абиогенный атмосферный кислород?

[Проходящий Кот]

Она не только затеняет, но и сама греется. а как нагреется - начинает излучать.

Но во всех направлениях, включая прочь от плоскости диска.....

[Dem]

угу. Но динамика там весьма нетривиальная - диск скорей достаточно тонкий, чтобы освещаться солнцем с боков. И какая где температура будет - посчитать сложно. В телескопы же разглядеть центральную область дисков вроде ещё не получалось.

[Крупин]

     В общем-то главная ставка в формировании строительного материала для астероидов и планет делается не на солнечное излучение, а на термическую историю протопланетного диска.

     Согласно ранним вариантам Небулярной гипотезы (уровня 50-х годов прошлого века) газо-пылевое облако при резком сжатии в протопланетный диск разогревалось столь сильно, что все без исключения вещества испарялись. При остывании диска происходила последовательная конденсация сначала самых тугоплавких, а затем всё более низкотемпературных материалов. И используя экспериментальные данные о термодинамических свойствах материалов, космохимики проводили сложнейшие рассчёты этой конденсации, сопровождающейся запутанными перестройками кристаллических  решёток и проч.

     Поначалу результаты казались обнадёживающими - на уровне имевшихся в то время фактических сведений всё более-менее качественно сходилось. И в первую очередь отличным подтверждением модели являлось строгое постоянство изотопного состава всех веществ, зафиксированное лучшими приборами того времени. А как же могло быть иначе, ведб всё вещество диска переплавилось и тщательно перемешалось, так что малейшие изотопные различия совершенно затёрлись.

    Однако, усовершенствование измерительной техники и более скрупулёзное исследование всё возрастающего количества метеоритных материалов показало, что картина далеко не столь проста. Но прочно укоренившаяся доктрина была уже ничем непоколебима и космохимия стала её заложницей. Теория под давлением фактов поплыла, утратив изначальную чёткую однозначность, расщепилась на множество вариантов, избирательно объясняющих те или иные свойства. Однако же ни один из них так и не сделал наперёд ни одного знакового предсказания и новые сведения постоянно оказывались неприятным сюрпризом, отрабатываемым задним числом.

[Dem]

В общем-то из испарения вещества совсем не следует, что оно куда-то переместиться и перемешается.
ИМХО, отгонка лёгких элементов на периферию систему - это уже после "эпохи пыли". Когда система стала пустой и прозрачной.

[Крупин]

    Напишу ещё насчёт железного земного ядра. Ранее было описано, как его обосновывает гипотеза гомогенной аккреции:

     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.

    Есть другая гипотеза гетерогенной аккреции. Её объяснение из книги Д.Фишера "Рождение Земли".

    Модификация существующей теории названная моделью гетерогенной аккреции, была разработана в деталях, в частности австралийцем Тедом Рингвудом и американцами Сидом Кларком и Карлом Турекяном (оба они из Йельского университета). Она предусматривает быструю аккрецию планетезималей, не отстающую от конденсации туманности. Тогда, например, в случае с кальцием, который мы рассмотрели выше, могут пройти не все равновесные химические процессы. Если частицы аккрецируют достаточно быстро, то минералы, образовавшиеся первыми (при высокой температуре) , оказываются похороненными в накапливающемся вокруг них веществе.  Внутренняя часть ядра по существу оказывается изолированной от внешнего мира. В случае кальция мелилит в ядре при температуре 1450R не сможет трансформироваться в диопсид, поскольку оно не пополняется силикатами из туманности. Поэтому внешние части формирующихся пылинок превратятся в диопсид, а их ядра останутся мелилитовыми. Таким образом далеко не всё вещество туманности пройдёт полную цепь превращений, ядра пылинок «запомнят» температуру, при которой они сформировались и сохранят верность своему высокотемпературному минералогическому составу.

   Это особенно важно в случае железа. В модели гомогенной аккреции планета, образующаяся на расстоянии от Солнца, соответствующем расположению Земли должна формироваться из планетезималей, которые включают металлическое железо, его окись и закись. Когда формируется ядро они они перемешиваются и мы наталкиваемся на упомянутую выше проблему. Однако, в модели гетерогенной аккреции вначале конденсируется железо в высокотемпературной металлической форме. Планетезимали, содержащие это металлическое железо, могут начать аккрецировать прежде, чем частицы содержащие низкотемпературные окись и закись выпадут из туманности и поэтому у формирующейся планеты сразу возникает ядро из металлического железа Позднее формы с более высокой степенью окисления могут осесть на металлическое ядро, образуя мантию и кору, не перемешиваясь с железом ядра. (Но здесь есть проблемы со скоростью аккреции, необходимой для достижения этой цели).

[Крупин]

В общем-то из испарения вещества совсем не следует, что оно куда-то переместиться и перемешается.
ИМХО, отгонка лёгких элементов на периферию систему - это уже после "эпохи пыли". Когда система стала пустой и прозрачной.

     По здравому смыслу так оно и должно быть. Ведь пылевая завеса затеняет газо-пылевой диск от солнечного излучения, препятствуя испарению льдов и гипотетическому выдуванию их, якобы, ураганным солнечным ветром.

   Однако здесь у учёных господ концы с концами не сходятся. Ведь Юпитер по новым воззрениям формируется раньше других планет, но начинает он формироваться (теоретически) не в последнюю очередь из выдутых солнечным ветром льдов. Так что они должны отдуваться немедленно.

  Вдобавок к этому по современным воззрениям планеты формируются уже не в стабильных кантовских условиях округлого хоровода пылинок, избегающих жёстких столкновений, а в хаосе небесного бильярда, когда всё бурлит и перемешивается. Нарождающиеся гиганты, взаимодействуя с диском, мигрируют к Солнцу за счёт эллиптичного возмущения движения его частиц, сопровождающимся хаотическим перемешиванием их орбит. Спрашивается, как в таком хаосе может осуществляться планеомерное перемещение летучих веществ из земельной зоны в область гигантов?

  Ещё более проблема усугубляется обнаруженной космическим аппаратом Генезис глобальной кислородной изотопной аномалией Солнечной системы https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,85020.0/all.html
Согласно сочинённой отмазке –теории фотохимического самоэкранирования  сия аномалия объясняется избирательным разрушением молекул угарного газа солнечным ультрафиолетом, в конечном результате чего газ обедняется , а пыль обогащается тяжёлыми кислородными изотопами. Газ же отдувается солнечным ветром и в состав земель не входит.

   У такой надумки масса изъянов. Но в глаза бросается очевидная несуразность. Проходя через слой пыли, солнечный ультрафиолет многократно поглощается и переизлучается уже в инфракрасном диапазоне, который никак не может расщепить прочнейшую молекулу CO.

[Kweni]

Между тем имеется следующее противоречие. С одной стороны ядро Земли полагается железным, в то время как в земной коре железо окислено в трёхвалентное.

Вовсе нет. В важнейшем из минералов железа – оливине – железо двухвалентное. Двухвалентное оно в по-настоящему глубинных породах, а трёхвалентное главным образом в осадочных, чьё осаждение сопровождалось контактом с кислородом атмосферного происхождения. Так что никакого противоречия нет.

[Крупин]

   Да, в самом деле, верно. Железо в мантии находится, главным образом, в двухвалентном состоянии. И здесь я несколько превратно понял фрагмент из книги "Рождение Земли". Там говорилось не о сплошь трёхвалентном железе, а о смеси двух и трёхвалентного железа в мантии Земли (тогда как по книжному тезису этой трёхвалентной примеси не должно было быть вовсе, поскольку, реакция примеси с металлическим железом дала бы итоговую смесь железо+двухвалентное железо).

   Впрочем, насколько такая проблема актуальна, особо судить не могу, да и волнует она меня мало. Нашёл вот по этому поводу статейку
http://www.scienceline.ru/geofizika/otkrytiya-geologov-razreshili-debaty-o-nalichie-kisloroda-v-mantii-zemli.html , в которой повышенная окисленность мантийного железа в некоторых вулканических излияниях объясняют следующим образом:

Анализ извергающейся лавы вулкана «Agrigan» в западной части Тихого океана близ Гуама показал, что она была достаточно окисленной в результате воздействия на неё кислорода, в процессе образования в мантии Земли. Из – за того что, в течение миллионов лет, донные породы перемещаются обратно мантию Земли в зоны субдукции – такие участки на морском дне, где тектонические плиты сталкиваются, наезжая друг на друга так, что они доставляют больше кислорода в мантию.

[Dem]

По здравому смыслу так оно и должно быть. Ведь пылевая завеса затеняет газо-пылевой диск от солнечного излучения, препятствуя испарению льдов и гипотетическому выдуванию их, якобы, ураганным солнечным ветром.

   Однако здесь у учёных господ концы с концами не сходятся. Ведь Юпитер по новым воззрениям формируется раньше других планет, но начинает он формироваться (теоретически) не в последнюю очередь из выдутых солнечным ветром льдов. Так что они должны отдуваться немедленно.

Ну может быть такой вариант - на периферии системы формируется несколько зародышей. которые начинают поглощать водород и гелий из диска. Они при любой температуре газ.
А ближе к звезде - диск настолько горячий, что в нём собственно даже и пыли нет, один газ - поэтому твёрдым частицам и т.д. формироваться просто не из чего.
А когда вся эта смесь остывает и начинается формирование планет - несвязанный водород с гелием уже ушёл. Остались только химсоединения. И уже их начинает сортировать солнечным ветром.

[vsevolodson]

Масса ядра Земли составляет примерно треть от массы всей планеты и состоит на ~90% из неокисленных железа и никеля. При этом изначально, при формировании Земли, железо/никель поступали в виде оксидов. Но затем, при так называемой "железной катастрофе", оксиды железа/никеля подверглись нагреву до 5-7 тыс К и высокому давлению, что, вероятно, освободило кислород в центре Земли из хим. соединений. Кислород накапливался и "всплывал" (т.к. является литофильным), попутно окисляя всё подряд (мантия ~45% состоит из кислорода по массе), пока окислять стало больше нечего. После этого, кислород, вероятно, мог начать накапливаться в атмосфере абиогенным способом.

В случае Венеры, из-за меньшей массы, ядро недостаточно нагрелось и кислорода выделилось недостаточное количество для того, чтобы окислить весь углерод и ещё осталось. Это косвенно подтверждается тем, что в ядре Венеры, в отличие от Земли, нет конвекции.



Кстати, достаточно ли в литосфере Земли углерда и метана в мантии, чтобы занять весь атмосферный кислород?

[Zhak RRR]

Мне кажется Органика его всё же вывела в атмосферу!

[Nucleosome]

Кстати, достаточно ли в литосфере Земли углерда и метана в мантии,

и откуда метан в мантии?

[arduan]

При этом изначально, при формировании Земли, железо/никель поступали в виде оксидов.

А мне больше интересно,откуда вообще,изначально оксиды железа,взялись.Кислород для окисления железа откуда взялся?Ведь в земной природе железо редко встречается в чистом виде, но  оно встречается и в чистом виде,только  в составе железо-никелевых метеоритов (не земной природы) т.е. в том материале,который ,наверное и пошел на формирование ядра..

[vsevolodson]

и откуда метан в мантии?

Ну наверное первичный, остатки дегазации. Вулканы же выносят метан.

Кстати, насчёт того, что первичный материал формирования Земли содержал железо/никель в виде оксидов - я слегка ошибся. Хондриты содержат его весьма мало, а сидериты - в виде почти чистого металла, а не оксидов. Но очевидно, что неокисленного железа сидеритов слишком мало, чтобы сформировать ядро Земли. Поэтому можно сделать вывод, что восстановленный металл ядра происходит из хондритов - наиболее распространённым таким минералом с высоким сод. железа является фаялит (Fe₂SiO₄, из группы оливина).

[vsevolodson]

железо-никелевых метеоритов (не земной природы) т.е. в том материале,который ,наверное и пошел на формирование ядра..

Оказалось, что сидеритов маловато чтобы обеспечить 1/3 массы планеты. Так как хондритов в окрестностях Земли около 90% по массе. Отсюда я и делаю предположение, что оксиды железоникеля из хондритов разложились под действием высоких температуры и давления, освободив очень много литофильного кислорода, который потом и "всплыл" (кислородная катастрофа после железной катастрофы). Нечто подобное, но в меньшем масштабе, похоже, могло происходить на Венере, но там кол-во освобождённого кислорода оказалось меньше и не хватило для покрытия всего углерода.

[vsevolodson]

http://elementy.ru/news/431692
Были попытки связать оксигенизацию планеты с появлением и эффективной настройкой работы оксигенных бактерий, в частности цианобактерий. Они вырабатывали кислород, который постепенно накапливался, расходуясь поначалу на окисление железа. Потом, когда большая часть железа оказалась окисленной, начал расти уровень кислорода в воде и атмосфере. Это общий сценарий с вариациями на тему кислородного буфера. Предполагалось, что процесс полного израсходования буферных элементов занял 300 миллионов лет.
Однако в последнее время появилось немало свидетельств, что оксигенный фотосинтез — это явление существенно более древнее, чем 2,7 млрд лет назад, а буфера из растворенного железа может быть недостаточно. Сейчас допускается, что фотосинтетические цианобактерии имеют возраст около 3,2–3,0 млрд лет или даже древнее. Так что придется принять, что появление фотосинтетических бактерий было не единственным источником и не единственным триггером революционных событий в геохимическом хозяйстве планеты. Либо был еще какой-то мощный буфер для образующихся молекул кислорода, который по неизвестной причине перестал работать, либо появился дополнительный источник кислорода.
http://www.gect.ru/atmosphere/atmosphere.html
Вторым по распространённости газом атмосферы Земли является кислород. Образование этого газа связывают с фотосинтезирующей деятельностью растений и бактерий. И чем более разнообразными и многочисленными становились фотосинтезирующие организмы, тем более значительным становился процесс содержания кислорода в атмосфере. Небольшое количество тяжёлого кислорода выделяется при дегазации мантии.

[vsevolodson]

Внезапно гуголь сообщил, что подобная тема уже есть:
небиологический кислород в атмосферах планет.

[Boban61]

Сейчас есть новая теория возникновения Земли, очень интересная. Её автор - геолог Ларин. Эта теория может ответить на многие вопросы, на которые существующая теория (т.н. Тектоника плит) ответить не может. Это касается и того, из чего наша Земля "сделана".

[Проходящий Кот]

А вот старая тема
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,96627.0.html
Объединить бы....

[Valeriy Iljin]

Сейчас есть новая теория возникновения Земли, очень интересная. Её автор - геолог Ларин. ..

    С более конкретной  информацией где можно ознакомиться?