Эволюция кислородной атмосферы

В последние десятилетия широкое признание получила гипотеза Л. Беркнера и Л. Маршалла (Berkner, Marshall, 1964), согласно которой эволюция кислородной атмосферы распадается на ряд этапов.

Каждый из них связан с резким увеличением количества свободного кислорода в атмосфере, что ведет к освоению организмами новых регионов биосферы и к бурной адаптивной радиации. Высказывалась мысль о биогенной регуляции климата путем воздействия растительности на газовый состав атмосферы. Эта мысль получила развитие в работах советских географов и ботаников (Г. В. Баринов, М. И. Будыко, О. П. Добродеев, А. А. Ничипорович и др.), в которых эволюция растительного мира, атмосферы и климата рассматривалась как единый саморегулирующийся процесс.

Ведущая роль отводилась изменениям в интенсивности фотосинтезирующей деятельности растений. Ими объяснялись резкие преобразования климата в середине палеозоя, а также периодические общепланетарные смены эпох оледенения и потепления. Эти работы чрезвычайно важны для решения традиционной проблемы о роли климатических и других физико-географических факторов в эволюции живого, так как доказывают биогенное происхождение многих факторов, ранее считавшихся сугубо абиотическими.

Благодаря высокой химической активности кислорода увеличение его парциального давления в атмосфере отразилось на других поверхностных оболочках Земли, в том числе на гидросфере. В основе современных взглядов на эволюцию гидросферы лежат идеи Вернадского о магматическом происхождении морских вод и ведущей роли живого в определении их химических свойств. Эти идеи были подтверждены в работах Виноградова, Дж. Калпа, В. Руби, М. Г. Валяшко, А. С. Монина и др. Широкую известность получила теория Виноградова (1967) о возникновении и эволюции океана, согласно которой ведущим фактором этих процессов была дегазация вещества мантии. О влиянии жизни на эволюцию океана свидетельствует тот факт, что его основные химические свойства и солевой состав сформировались одновременно с возникновением основных типов органического мира (3 млрд.—600 млн. лет тому назад).

Ранняя эволюция живого привела к смене первичной восстановительно-глеевой обстановки на окислительную, к постепенному уменьшению кислотности морских вод и к соответствующему возрастанию их щелочности. Согласно теории Виноградова, первичный океан постепенно терял значительные количества азота, углерода, иода. Менялись миграционные формы таких элементов, как сера, азот, железо. Повысилась подвижность кальция, магния. Происходило осаждение труднорастворимых солей и осуществлялся постепенный переход химического состава океанических вод к современному сульфатному типу. Таким образом, жизнь была важнейшим фактором эволюции гидросферы. В дальнейшем она играла значительную роль в поддержании сложившегося химического состава гидросферы.