发展大气和海洋

次生大气的形成

地球的次生大气是在行星分化时开始形成的，可能与地球分化有关火山活动．然而，它的组成气体很可能与现代地球所排放的气体非常不同火山．因此,作文早期次生大气与今天的大气截然不同。一氧化碳，二氧化碳，水蒸气,甲烷成为主流;然而,自由氧气不可能存在，因为即使是现代火山气体也不含氧气。因此，可以假设在此期间的二次大气太古宙(40亿到25亿年前)是无氧的。构成现在大气大部分的游离氧经过演化地质时期通过两个可能的过程。首先,太阳能紫外线辐射(阳光的短波长成分)会提供能源需要将水蒸气分解成氢气，氢气逃逸到空间和游离氧，游离氧留在大气中。这个过程很可能在最老的出现之前就很重要了现存的岩石，但之后的第二个过程，有机光合作用，成为主导。原始生物，如蓝绿色藻类(或蓝藻)，原因二氧化碳水通过光合作用产生碳水化合物，这是它们生长、修复和其他重要功能所需要的，而这个反应会释放出游离氧。发现叠层石(由沉积物结合海藻形成的层状或锥形沉积结构)石灰岩世界上的一些地方都表明了这一点蓝绿藻那时已经存在了。如此早的存在碳酸盐岩沉积物是大气中存在二氧化碳的证据，据计算，当时的二氧化碳含量至少是现在大气中的100倍。可以这样假设丰富的二氧化碳会导致热量滞留，导致温室效应还有炎热的气氛。

都发生了什么氧气被释放了?人们可能会惊讶地发现，至少过了10亿年才有足够的水氧气在大气中为氧化成岩作用所产生红色的床（砂岩它们主要是红色的，因为完全氧化的铁覆盖了单个颗粒)，22亿年过去了，大量的生命形式才得以进化。由美国古生物学家提出的观点普雷斯顿云已经被广泛接受为这个问题的答案。最早的原始生物产生游离氧作为副产品，在没有氧介导酶的情况下，它对活细胞有害，必须被清除。幸运的是，早期地球上有广泛的火山活动，这导致了生命的发展沉积得多的熔岩,侵蚀释放了大量的铁进入海洋。这种亚铁是水溶性的，因此可以很容易地运输，但它必须转化为三价铁在形成铁之前，它是高度不溶的。简而言之，生物产生了氧气，而铁层接受了氧气。铁的形成可以在最早的沉积物(38亿年前沉积的沉积物)中找到西部的伊苏亚格陵兰岛，因此这个过程在这个时候肯定已经开始了。铁的形成约会早期前寒武纪的时间(46亿到5.41亿年前)是如此的厚和常见，它们是世界上铁的主要来源。大量的铁继续沉积，直到大约20亿年前，在那之后，这些构造减少并从沉积记录中消失。硫化物也接受了早期海洋中的氧气以硫酸盐的形式沉积蒸发岩但是这样的岩石很容易被破坏。人们发现，尽管如此，35亿年前的重晶石/石膏蒸发岩厚达15米(约49英尺)，范围至少25公里(15.5英里)皮尔巴拉地区地区的澳大利亚西部．看起来，早期海洋中过量的铁在大约17亿年前最终被清除掉了，铁地层沉积的减少导致大气中氧含量的显著上升，这反过来又使更多的风成红层形成。早期大气中缺乏氧气的进一步证据是由碎屑沥青铀矿而且黄铁矿通过古土壤，即，化石的土壤。碎屑质的铀铀矿和黄铁矿在氧气的存在下容易氧化，因此不能存活风化侵蚀:在氧气环境中侵蚀、搬运和沉积的过程然而，这些矿物在几个大陆上以原始的未氧化状态保存得很好，这些矿物的历史可以追溯到22亿多年前。古土壤也提供了有价值的线索，因为他们在平衡在当时的气氛下。通过对前寒武纪早期古土壤的分析，已经确定22亿年前大气中的氧含量是现在大气水平(PAL)的百分之一。

的化石真核生物，这是一种氧气含量约为0.02 PAL的生物，见证了氧化代谢的开始。第一批微观真核生物大约出现在14亿年前。有柔软部分的生命形式，比如水母而且蠕虫，发展得非常丰富，尽管在大约6.5亿年前的前寒武纪末期，据估计，这相当于0.1 PAL的氧气水平。到陆地植物首次出现时，大约4亿年前，大气中的氧气水平已经达到了现在的值。

发展海洋

包括水蒸气在内的挥发物的火山脱气发生在地壳的早期阶段形成形成了大气。当地球表面冷却到100°C(212°F)以下时，大气中的热水蒸气会凝结形成早期的海洋。如上所述，35亿年前叠层石的存在是蓝绿藻活动的证据，这一事实表明地球表面在这个时候一定已经冷却到100°C以下。此外，这个时代玄武岩中枕状结构的存在证明了这些熔岩是在水下挤压的，这可能发生在早期的火山岛周围海洋．太古代火山岩的丰富表明了强烈的火山脱气作用的持续作用，但自地球早期以来元古宙(25亿到5.41亿年前)发生的火山活动少得多。直到大约20亿年前，这里还存在大量的铁沉积，及有机，以及其他各种化学沉积物，但大约从那个时候开始，不同类型的沉积物的相对比例沉积岩和他们的矿物学而且微量元素作文和他们很相似吗显生宙等价物(即在地震过程中沉积的岩石)显生宙[5.41亿年前至今]);从这种关系可以推断，海洋达到了现代的化学特征和沉积大约20亿年前的图案。在前寒武纪晚期，大约10亿年前，氧化铁被化学沉淀，这表明了自由氧的可用性。显生宙时期，海洋一直是一个稳定的化学系统，不断地与从大陆排泄而来的矿物和火山气体发生反应海洋山脊．