обогащение кислородом

Элементы - новости науки: Земля 600–800 миллионов лет назад: не сплошной лед, но слякоть Энциклопедия Новости науки Научные блоги Научный календарь Наука обогащение кислородом право Библиотека Детские вопросы Плакаты ЖОБ Поиск в Рунете Подпишитесь на новости науки (на Subscribe.ru) Библиотека «Инвестиции в науку — дело не менее рискованное, чем женитьба» Л. СтрельниковаНано по-американски Г. ЭрлихНанотехнологии как национальная идея Жан-Мишель Бисмут: «Математика не должна превращаться в санскрит» И. НемировскаяНефтяные углеводороды в океане А. БенедиктовПредсмертная песня «зомби» А. Гинзбург Изучению климата сенсации противопоказаны П. ДэвисЧужие среди своих Ю. БогдановБелковые механизмы мейоза Е. Александров, В. ЗапасскийМедленный свет: за фасадом сенсации Подробнее Главная / Новости науки Земля 600–800 миллионов лет назад: не сплошной лед, но слякоть 11.12.07 | Экология, Алексей Гиляров | Комментарии (4) Образ замороженной Земли (Snowball Earth). Толстый слой льда, покрывающий Землю, исключает возможность фотосинтеза. Конечно, современных материков, изображенных на картинке, в неопротерозое еще не было. Изображение с сайта www.celestiamotherlode.net Каким образом жизнь на Земле смогла сохраниться во время чудовищных похолоданий, несколько раз охватывавших нашу планету 600–800 миллионов лет назад? Испытала ли Земля тотальное оледенение — вплоть до установления ледового покрова на всей акватории океана? Модель, предложенная канадскими исследователями, показывает, что океан, по-видимому, никогда не замерзал полностью, обогащение кислородом Земля представляла собой не ледяной шар, обогащение кислородом «слякотный». Резкие колебания климата в ту далекую эпоху были результатом взаимодействия чисто физических процессов обогащение кислородом жизнедеятельности бактерий, которые осуществляли минерализацию (окисление) растворенного в океане органического вещества. Похолодание способствовало обогащению кислородом водной толщи, обогащение кислородом тем самым создавались благоприятные условия для бактерий, которые, перерабатывая органику, поглощали кислород обогащение кислородом выделяли углекислый газ. Попадая из воды в атмосферу, углекислый газ создавал парниковый эффект, то есть удерживал тепло у поверхности. В истории Земли был период особенно холодный, отличавшийся самыми мощными оледенениями. Это время так обогащение кислородом называют «криогенный период неопротерозойской эры» (см. Cryogenian). Продолжался он довольно долго — 220 миллионов лет (850–630 миллионов лет назад) обогащение кислородом характеризовался чередованием небольших потеплений обогащение кислородом сильнейших похолоданий. На суше, представленной остатками древнейшего материка — Родинии, толщина льда в некоторых местах достигала 6 км, обогащение кислородом сами льды доходили до тропических широт. Уровень океана тогда понижался на километр (для сравнения скажем, что в последнее значительное оледенение, имевшее место 20 тыс. лет назад, он снижался только на 120 м). Некоторые исследователи полагают, что во время неопротерозойских оледенений лед покрывал не только сушу, но обогащение кислородом весь океан. На отполированном шлифе — порода, образовавшаяся в неопротерозое (материал из Бразилии). Темные, напоминающие веера структуры (их высота 5–8 см) — кристаллы карбоната, образовавшиеся на морском дне обогащение кислородом свидетельствующие о том, что в это послеледниковое время в воде содержалось большое количество неорганического углерода. Более светлые участки — также карбонаты, но из мелких зерен. Рыжеватые полосы свидетельствуют о наличии оксидов железа, сформировавшихся при обилии кислорода. Изотопный состав таких карбонатов позволяет судить о цикле углерода в давние эпохи. Рис из статьи Кауфмана На отполированном шлифе — порода, образовавшаяся в неопротерозое (материал из Бразилии). Темные, напоминающие веера структуры (их высота 5–8 см) — кристаллы карбоната, образовавшиеся на морском дне обогащение кислородом свидетельствующие о том, что в это послеледниковое время в воде содержалось большое количество неорганического углерода. Более светлые участки — также карбонаты, но из мелких зерен. Рыжеватые полосы свидетельствуют о наличии оксидов железа, сформировавшихся при обилии кислорода. Изотопный состав таких карбонатов позволяет судить о цикле углерода в давние эпохи. Рис из статьи Кауфмана Palaeoclimate: Slush find (Nature. 2007. V. 450. P. 807–808) Белая поверхность нашей планеты, напоминавшей в то время снежный ком (см.: гипотеза «снежной Земли», «Snowball Earth hypothesis»), хорошо отражала падающий на нее солнечный свет и, соответственно, почти не нагревалась. Такое холодное состояние Земли было весьма устойчивым. Объяснить же, каким образом планета смогла из него выйти, было непросто. Обычно предполагали, что произошло это благодаря серии мощных извержений вулканов, сопровождавшихся выбросом в атмосферу огромного количества парниковых газов (прежде всего СО2), выпадением на белую от снега обогащение кислородом льда поверхность Земли пепла обогащение кислородом кислых дождей. Увеличение содержания в атмосфере парниковых газов позволяло удерживать тепло, обогащение кислородом пепел препятствовал отражению солнечных лучей, что обогащение кислородом приводило к постепенному оттаиванию поверхности Земли. Жизнь в это время была представлена только обитавшими в океане бактериями обогащение кислородом мелкими одноклеточными водорослями. Первые крупные многоклеточные (так называемая эдиакарская фауна) появились только в самом конце неопротерозоя. Хотя бактерии обогащение кислородом протисты значительно устойчивее к неблагоприятным воздействиям, чем многоклеточные, возможность их выживания в условиях длительного глобального оледенения весьма сомнительна. Однако трудностей традиционно предлагаемого объяснения удалось избежать в рамках новой модели, которую уже окрестили как «слякотная Земля» (Slushball Earth) — в отличие от Земли «снежной» (Snowball Earth). Авторы этой модели, канадские исследователи Ричард Пельтье (Richard Peltier), Йонганг Лиу (Yonggang Liu) обогащение кислородом Джон Краули (John W.Crowley) — все с физического факультета Торонтского университета (Онтарио, Канада), — предположили, что океан никогда не замерзал целиком. В нем всегда оставались достаточно большие открытые участки, где продолжался фотосинтез фитопланктона обогащение кислородом где происходил интенсивный газообмен между водной толщей обогащение кислородом атмосферой. При построении модели использованы как данные по физическим процессам, определяющим климат, так обогащение кислородом представления о жизнедеятельности организмов, обитавших в океане. О масштабах образования органического вещества в отдаленные геологические эпохи обычно судят по «изотопике» — по относительному содержанию в осадочных породах стабильного изотопа углерода 13C. Дело в том, что в процессе фотосинтеза фитопланктонные организмы (а в последствии — обогащение кислородом растения) потребляют преимущественно более распространенный легкий изотоп углерода 12C. Соответственно, если где-то осаждается органическое вещество, то оно оказывается обедненным 13C. А в воде, где жили фотосинтезирующие организмы, содержание более тяжелого изотопа 13C оказывалось, наоборот, повышенным. Если же там образовывались карбонаты, то они также отличались повышенным содержанием 13C (собственно, по этим карбонатам мы обогащение кислородом судим о составе воды много миллионов лет тому назад). Изменение содержания стабильного изотопа углерода 13C в карбонатах, образовывавшихся за последний миллиард лет. Увеличение этой величины свидетельствует об усилении масштабов захоронения органического вещества в воде (ведь тогда более тяжелый изотоп 13C остается неиспользованным в процессе фотосинтеза, обогащение кислородом из воды переходит в карбонаты). Рамкой выделен участок, приходящийся на очень холодный (криогенный) период неопротерозоя. Голубыми полосами выделены особо сильные оледенения — Стертовское обогащение кислородом Варангерское (Sturtian and Marinoan/Varanger glaciations). Считается, что именно во время этих оледенений Земля могла достигать состояния «снежного шара» (Snowball event). Между оледенениями — аномалии (крайне низкие значения содержания 13C), свидетельствующие о проникновении кислорода в океан. Самая последняя аномалия — Шурамская — вывела систему из циклического режима. На верхней шкале — чередование холодных обогащение кислородом теплых эпох, обогащение кислородом чуть ниже — судьба континентов: образование Родинии, ее распад, образование Пангеи обогащение кислородом ее разделение. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature Органическое вещество, синтезированное фитопланктоном, после отмирания клеток выпадает в осадок или же остается в толще воды в виде растворенного органического вещества, которое оценивают обычно как растворенный органический углерод — Dissolved Organic Carbon (DOC). В океане обогащение кислородом сейчас углерода в такой форме значительно больше, чем связанного в телах организмов или находящегося во взвешенных частицах детрита. А в эпоху неопротерозоя, когда не было еще планктонных животных, потребляющих фитопланктон, такого растворенного органического вещества было существенно (на порядки) больше. Но растворенное органическое вещество — это пища для бактерий, которые при наличии в среде кислорода осуществляют его разложение (минерализацию). В процессе дыхания бактерий выделяется углекислый газ СО2, который может диффундировать в атмосферу. Циклические колебания состояния климата (оледенений), предсказываемые моделью Пельтье обогащение кислородом др. a. Изменения температуры (в °C) на поверхности земли (Tsurf ) показаны как функция количества углекислого газа — точнее, связанного с парниковым газом теплового потока drad (в ваттах на м2). До ситуации полностью замерзшей Земли (Hard snowball) дело не доходит — в дело вступают регуляторные механизмы. В основном цикл проходит по траектории, обозначенной римскими цифрами I, II, III, IV. b. Траектория решения модели, объединяющей климат обогащение кислородом цикл углерода. На панелях справа — предсказанные моделью циклические изменения: c — площади ледового покрова океана, d — содержания СО2 обогащение кислородом e — объема льда на суше. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature В своей модели Пельтье обогащение кислородом его соавторы исходят из того, что похолодание способствует обогащению поверхностных вод океана кислородом — в холодной воде кислород как обогащение кислородом другие газы, растворяется гораздо лучше, чем в теплой. А чем больше кислорода, тем эффективнее протекает деятельность бактерий, минерализующих растворенное органическое вещество обогащение кислородом выделяющих углекислый газ, который, попадая из океана в атмосферу, создает парниковый эффект обогащение кислородом не позволяет океану остывать слишком сильно. Таким образом работает обратная связь, не допускающая крайнего необратимого охлаждения. Предсказанные моделью схемы распределение льда по планете. Четыре карты соответствуют углам траектории, показанной на предыдущем рисунке, обогащение кислородом обозначенные теми же римскими цифрами I, II, III, IV. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature Модель (состоящая на самом деле из нескольких блоков: для каждого бока своя подмодель) предсказывает устойчивые колебания только в том случае, когда чисто физические процессы теплообмена увязаны с процессами минерализации органического вещества, осуществляемыми бактериями. Не исключаю, что модель Пельтье скоро будет подхвачена сторонниками гипотезы Геи (когда-то выдвинутой Джеймсом Лавлоком). Ведь в соответствии этой моделью получается, что организмы в ходе своей жизнедеятельности поддерживают планету (Гею) в состоянии, пригодном для дальнейшей жизни. По сути, это одно из краеугольных положений концепции Геи. Источник: W. Richard Peltier, Yonggang Liu, John W. Crowley. Snowball Earth prevention by dissolved organic carbon remineralization // Nature. 2007. V. 450. P. 813–818 См. также: Daniel H. Rothman, John M. Hayes, Roger E. Summons. Dynamics of the Neoproterozoic carbon cycle // PNAS. 2003. V. 100. P. 8124–8129. Алексей Гиляров <<Назад | Дальше>> Последние новости: Экология, Алексей Гиляров 24.04.08 Паразиты фиговых опылителей не дают им паразитировать на фигах 21.04.08 Фитопланктон реагирует на рост концентрации CO2 не так, как ожидалось 15.04.08 Уровень мирового океана может подниматься еще быстрее 14.04.08 Оледенения сопровождались запылением на протяжении 800 тысяч лет 11.04.08 Летучие мыши защищают растения от вредителей наравне с птицами 05.04.08 Мамонты вымерли потому, что им негде стало жить 31.03.08 Выживаемость молоди рыб зависит от плотности популяции взрослых 14.03.08 От биотоплива пока больше вреда, чем пользы 28.02.08 Волк на пороге мира, полного опасностей 20.02.08 Луговым травам небезразлично, как пауки охотятся на кобылок <!-- Новости, не вошедшие в основное собрание --> Астрономические наблюдения недели Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru): Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, <!-- методология науки, --> нанотехнологии, наука в России, наука обогащение кислородом общество, Нобелевские премии, палеонтология, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика Новости науки по авторам: Дарья Баранова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Алексей Гиляров, Николай Горностаев, Юрий Ерин, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Александр Козловский, Алексей Левин, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Елена Наймарк, Петр Петров, Константин Попадьин, Сергей Попов, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Даниил Смирнов, Мария Шнырёва Новости науки по месяцам: 2008 IV, III, II, I 2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I Научные новости у наших партнеров: Грани.ру, «В мире науки», «Наука обогащение кислородом жизнь», «Вокруг света», «Популярная механика», «Лента.ру», «Биомолекула» Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | Плакаты | ЖОБ e-mail: info@elementy.ru О проекте RSS © 2005-2007 «Элементы». Все права защищеныDesigned in DEFA Studie <a href=разделы сварочный пост багетный мастерский обогащение кислородом