stringtranslate.com

Пребиотическая атмосфера

Бледно-оранжевая точка — изображение ранней Земли, созданное художником, которая, как полагают, казалась оранжевой из-за туманной богатой метаном пребиотической второй атмосферы и в некоторой степени сравнима с атмосферой Титана [1]

Пребиотическая атмосфера — это вторая атмосфера, присутствующая на Земле до сегодняшней биотической, богатой кислородом третьей атмосферы и после первой атмосферы (которая состояла в основном из водяного пара и простых гидридов) формирования Земли. Формирование Земли примерно 4,5 миллиарда лет назад [2] включало многочисленные столкновения и слияние планетарных зародышей. [3] За этим последовал период <100 миллионов лет на Земле, когда на Земле присутствовал океан магмы , атмосфера состояла в основном из пара, а температура поверхности достигала 8000 К (14 000 °F). [4] Затем поверхность Земли остыла, и атмосфера стабилизировалась, образовав пребиотическую атмосферу. Условия окружающей среды в этот период времени сильно отличались от сегодняшних: Солнце в целом было примерно на 30% тусклее , но ярче в ультрафиолетовых и рентгеновских лучах, [5] [6] существовал жидкий океан , неизвестно, существовали ли континенты. но океанические острова, вероятно, были, [7] [8] внутренняя химия Земли (и, следовательно, вулканическая активность) была другой, [9] и был больший поток ударных тел (например, комет и астероидов ), ударяющихся о поверхность Земли. [10]

Исследования пытались определить состав и природу пребиотической атмосферы путем анализа геохимических данных и использования теоретических моделей, которые включают наши знания о ранней среде Земли. Эти исследования показывают, что пребиотическая атмосфера, вероятно, содержала больше CO 2 , чем современная Земля, содержала N 2 в два раза по сравнению с современным уровнем и имела исчезающе низкое количество O 2 . [9] Считается, что химический состав атмосферы был « слабо восстановительным », при этом восстановленные газы, такие как CH 4 , NH 3 и H 2 , присутствовали в небольших количествах. [9] Состав пребиотической атмосферы, вероятно, периодически менялся из-за воздействия ударников, что могло временно привести к «сильному уменьшению» атмосферы. [11]

Ограничение состава пребиотической атмосферы является ключом к пониманию происхождения жизни , поскольку оно может способствовать или подавлять определенные химические реакции на поверхности Земли, которые, как полагают, важны для формирования первого живого организма. Жизнь на Земле зародилась и начала изменять атмосферу по крайней мере 3,5 миллиарда лет назад, а возможно, и намного раньше, [12] что знаменует собой конец пребиотической атмосферы.

Экологический контекст

Создание пребиотической атмосферы

Считается, что Земля образовалась более 4,5 миллиардов лет назад в результате аккреции материала из солнечной туманности . [2] Луна Земли образовалась в результате столкновения, образовавшего Луну удара, который, как полагают, произошел через 30-50 миллионов лет после образования Земли. [3] В результате этого столкновения объект размером с Марс под названием Тейя столкнулся с примитивной Землей, а остатки столкновения образовали Луну. [13] Столкновение, вероятно, дало достаточно энергии, чтобы расплавить большую часть мантии Земли и испарить примерно 20% ее, нагрев поверхность Земли до 8000 К (~ 14 000 °F). [4] Поверхность Земли после удара, образовавшего Луну, характеризовалась высокими температурами (~ 2500 К), атмосферой, состоящей из паров и пара горных пород, и океаном магмы. [3] Когда Земля остыла, излучая избыточную энергию от удара, океан магмы затвердел, и летучие вещества распределились между мантией и атмосферой, пока не было достигнуто стабильное состояние. По оценкам, примерно через 10-20 миллионов лет после удара, образовавшего Луну, около 4,4 миллиарда лет назад, Земля перешла из горячей среды после удара в потенциально пригодную для жизни среду с переработкой земной коры, хотя и отличную от современной тектоники плит . [3] Атмосфера, существовавшая с этого момента в истории Земли до зарождения жизни, называется пребиотической атмосферой.

Неизвестно, когда именно зародилась жизнь. Самым старым прямым свидетельствам существования жизни на Земле около 3,5 миллиардов лет, например, ископаемые строматолиты с Северного полюса в Западной Австралии. [14] Предполагаемым свидетельствам существования жизни на Земле в более древние времена (например, 3,8 и 4,1 миллиарда лет назад [15] [16] ) не хватает дополнительного контекста, необходимого для утверждения о том, что она действительно имеет биотическое происхождение, поэтому они до сих пор обсуждаются. [17] Таким образом, пребиотическая атмосфера завершилась 3,5 миллиарда лет назад или раньше, что привело к раннему архейскому эону или к середине-позднему гадейскому эону. [18]

Факторы окружающей среды

Знание факторов окружающей среды, действующих на ранней Земле, необходимо для исследования пребиотической атмосферы. Многое из того, что мы знаем о пребиотической среде, происходит от цирконов – кристаллов силиката циркония (ZrSiO 4 ). [3] [19] Цирконы полезны, потому что они фиксируют физические и химические процессы, происходящие на пребиотической Земле во время их формирования, и они особенно долговечны. Большинство цирконов, датируемых добиотическим периодом времени, обнаружено в формации Джек-Хиллс в Западной Австралии, [7] [20] , но они также встречаются и в других местах. [7] Геохимические данные нескольких пребиотических цирконов показывают изотопные доказательства химических изменений, вызванных жидкой водой, указывая на то, что пребиотическая среда имела жидкий океан и температуру поверхности, которая не вызывала ее замерзания или кипения. [7] Неизвестно, когда именно континенты возникли над этим жидким океаном. [8] Это добавляет неопределенности во взаимодействие между пребиотической поверхностью Земли и атмосферой, поскольку наличие обнаженной земли определяет скорость процессов выветривания и обеспечивает локальную среду, которая может быть необходима для формирования жизни. [21] Однако вполне вероятно, что были океанические острова. Кроме того, степень окисления мантии Земли, вероятно, в ранние времена была другой, что меняет потоки химических веществ, попадающих в атмосферу в результате вулканического выделения газа. [9]

Факторы окружающей среды из других частей Солнечной системы также повлияли на пребиотическую Землю. Во время формирования Земли Солнце в целом было примерно на 30% тусклее . [5] Это означает, что для предотвращения замерзания Земли, возможно, требовались более высокие уровни парниковых газов , чем сейчас. Несмотря на общее сокращение энергии, поступающей от Солнца, раннее Солнце излучало больше излучения в ультрафиолетовом и рентгеновском режимах, чем сейчас. [6] Это указывает на то, что в ранней атмосфере Земли могли доминировать различные фотохимические реакции, что имеет значение для глобальной химии атмосферы и образования важных соединений, которые могли привести к зарождению жизни. [21] Наконец, в ранней Солнечной системе наблюдался значительно более высокий поток объектов, сталкивавшихся с Землей, таких как кометы и астероиды . [10] [22] Эти ударники, возможно, играли важную роль в добиотической атмосфере, поскольку они могут доставлять материал в атмосферу, выбрасывать материал из атмосферы и изменять химическую природу атмосферы после своего прибытия. [21]

Состав атмосферы

Точный состав пребиотической атмосферы неизвестен из-за отсутствия геохимических данных за тот период времени. Текущие исследования обычно показывают, что пребиотическая атмосфера была «слабо редуцированной», с повышенными уровнями CO 2 , N 2 в пределах 2 раз от современного уровня, незначительными количествами O 2 и большим количеством водородосодержащих газов, чем на современной Земле ( см. ниже). В небольших количествах присутствовали также благородные газы и фотохимические продукты доминирующих видов. [23] [24] [25]

Углекислый газ

Углекислый газ (CO 2 ) является важным компонентом пребиотической атмосферы, поскольку, будучи парниковым газом , он сильно влияет на температуру поверхности; кроме того, он растворяется в воде и может изменить pH океана. [26] Обилие углекислого газа в пребиотической атмосфере не ограничено напрямую геохимическими данными и должно быть выведено. [9]

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что карбонатно-силикатный цикл регулирует содержание углекислого газа в атмосфере Земли на временной шкале около 1 миллиона лет. Карбонатно-силикатный цикл представляет собой петлю отрицательной обратной связи , которая модулирует температуру поверхности Земли путем распределения углерода между атмосферой и мантией посредством нескольких поверхностных процессов. [27] Было высказано предположение, что процессы карбонатно-силикатного цикла приведут к повышению уровня CO 2 в пребиотической атмосфере, чтобы компенсировать более низкий приток энергии от слабого молодого Солнца. [28] [29] Этот механизм можно использовать для оценки содержания пребиотического CO 2 , но он является дискуссионным и неопределенным. [30] Неопределенность вызвана в первую очередь недостатком знаний о площади обнаженной суши, химическом составе и структуре ранней Земли, скорости обратного выветривания и выветривания морского дна, а также увеличенном потоке ударных частиц. [31] Одно обширное исследование по моделированию показывает, что содержание CO 2 в добиотической атмосфере было примерно в 20 раз выше, чем современное доиндустриальное значение (280 частей на миллион), что привело бы к тому, что глобальная средняя приземная температура составила бы около 259 К (6,5 °F) и образовался океан. pH около 7,9. [31] Это согласуется с другими исследованиями, которые в целом приходят к выводу, что пребиотическое содержание CO 2 в атмосфере было выше, чем современное, [9] [29] [28] [32] , хотя глобальная приземная температура все еще может быть значительно ниже из-за слабого молодого Солнца.

Азот

Азот в форме N 2 составляет 78% объема современной атмосферы Земли, что делает его наиболее распространенным газом. [33] N 2 обычно считается фоновым газом в атмосфере Земли, поскольку он относительно нереакционноспособен из-за прочности тройной связи. [9] Несмотря на это, атмосферный N 2 был, по крайней мере, умеренно важен для пребиотической среды, поскольку он влияет на климат посредством рэлеевского рассеяния и, возможно, был более фотохимически активным под усиленным рентгеновским и ультрафиолетовым излучением молодого Солнца. [9] N 2 также, вероятно, важен для синтеза соединений, которые, как полагают, имеют решающее значение для возникновения жизни, таких как цианистый водород (HCN) и аминокислоты, полученные из HCN. [34] Исследования пытались ограничить содержание N 2 в пребиотической атмосфере с помощью теоретических оценок, моделей и геологических данных. Эти исследования привели к ряду возможных ограничений на содержание пребиотика N 2 . Например, недавнее исследование по моделированию, которое включает выбросы из атмосферы , химию магматического океана и эволюцию внутренней химии Земли, предполагает, что содержание N 2 в атмосфере , вероятно, составляло менее половины современного значения. [35] Однако это исследование вписывается в более широкую работу, которая обычно ограничивает содержание пребиотика N 2 на уровне от половины до двух раз от нынешнего уровня. [35] [36] [37] [38]

Кислород

Кислород в форме O 2 составляет 21% современной атмосферы Земли по объему. [39] Современный атмосферный O 2 Земли почти полностью обусловлен биологией (например, он производится в ходе кислородного фотосинтеза ), поэтому в пребиотической атмосфере его было не так много. [40] [9] Это благоприятно для возникновения жизни, поскольку O 2 будет окислять органические соединения, необходимые для возникновения жизни. [41] Содержание O 2 в пребиотической атмосфере можно теоретически рассчитать с помощью моделей химии атмосферы. [9] [42] [43] [44] [45] Основным источником O 2 в этих моделях является распад и последующие химические реакции других кислородсодержащих соединений. Попадающие солнечные фотоны или молнии могут разрушать молекулы CO 2 и H 2 O, освобождая атомы кислорода и другие радикалы (т.е. высокореактивные газы в атмосфере). Свободный кислород затем может объединяться в молекулы O 2 несколькими химическими путями. Скорость образования O 2 в этом процессе определяется приходящим солнечным потоком, частотой молний и содержанием других атмосферных газов, которые принимают участие в химических реакциях (например, CO 2 , H 2 O, OH). , а также их вертикальное распределение. O 2 удаляется из атмосферы посредством фотохимических реакций, в которых в основном участвуют H 2 и CO вблизи поверхности. Самая важная из этих реакций начинается, когда H 2 расщепляется на два атома H прибывающими солнечными фотонами. Свободный H затем реагирует с O 2 и в конечном итоге образует H 2 O, что приводит к чистому удалению O 2 и чистому увеличению H 2 O. Модели, моделирующие все эти химические реакции в потенциальной пребиотической атмосфере, показывают, что чрезвычайно малая вероятно содержание O 2 в атмосфере. [9] [42] [43] [44] [45] В одной из таких моделей, в которой приняты значения содержания и источников CO 2 и H 2 , объемное соотношение смешивания O 2 рассчитывается в пределах от 10 -18 до 10 -11. у поверхности и до 10 −4 в верхних слоях атмосферы. [9]

Водород и восстановленные газы

Содержание водорода в пребиотической атмосфере можно рассматривать с точки зрения окислительно-восстановительной (окислительно-восстановительной) химии . Современная атмосфера является окислительной из-за большого объема атмосферного O 2 . В окислительной атмосфере большинство атомов, образующих атмосферные соединения (например, C), будут находиться в окисленной форме (например, CO 2 ), а не в восстановленной форме (например, CH 4 ). В восстановительной атмосфере больше видов будет находиться в восстановленных, обычно водородсодержащих формах. Поскольку в пребиотической атмосфере было очень мало O 2 , обычно считается, что пребиотическая атмосфера была «слабо восстановлена» [9] [45] [11] – хотя некоторые утверждают, что атмосфера была «сильно восстановлена». [46] [47] В слабо восстановленной атмосфере присутствуют восстановленные газы (например, CH 4 и NH 3 ) и окисленные газы (например, CO 2 ). Фактическое содержание H 2 в пребиотической атмосфере было оценено путем проведения расчетов, которые учитывают скорость, с которой H 2 вулканически выделяется на поверхность, и скорость, с которой он уходит в космос . Один из этих недавних расчетов показывает, что содержание H 2 в пребиотической атмосфере составляло около 400 частей на миллион, но могло быть значительно выше, если бы источник вулканического выделения газа был усилен или утечка из атмосферы была менее эффективной, чем ожидалось. [9] Численность других восстановленных видов в атмосфере затем можно рассчитать с помощью моделей химии атмосферы.

Атмосфера после удара

Было высказано предположение, что большой поток ударников в ранней Солнечной системе мог существенно изменить природу пребиотической атмосферы. Ожидается, что в течение периода существования пребиотической атмосферы могло произойти несколько ударов астероидов, достаточно сильных, чтобы испарить океаны и растопить поверхность Земли, а меньшие удары ожидаются в еще большем количестве. [48] ​​[3] [49] Эти воздействия значительно изменили бы химический состав пребиотической атмосферы, нагрев ее, выбросив часть ее в космос и доставив новый химический материал. Исследования атмосфер после удара показывают, что они привели бы к сильному сокращению пребиотической атмосферы в течение определенного периода времени после сильного удара. [3] [11] [50] В среднем, ударники ранней Солнечной системы содержали сильно восстановленные минералы (например, металлическое железо) и были обогащены восстановленными соединениями, которые легко попадают в атмосферу в виде газа. [11] В этих сильно восстановленных послеударных атмосферах содержание восстановленных газов, таких как CH 4 , HCN и, возможно, NH 3 , будет значительно выше . По прогнозам, сокращение атмосферы после удара после конденсации океана продлится до десятков миллионов лет, прежде чем вернуться в фоновое состояние. [11]

Связь с происхождением жизни

Пребиотическая атмосфера может поставлять химические ингредиенты и облегчать условия окружающей среды, которые способствуют синтезу органических соединений, участвующих в зарождении жизни. Например, в эксперименте Миллера-Юри были синтезированы потенциальные соединения, участвующие в зарождении жизни . В этом эксперименте необходимо сделать предположения о том, какие газы присутствовали в пребиотической атмосфере. [51] Предлагаемые важные ингредиенты для возникновения жизни включают (но не ограничиваются ими) метан (CH 4 ), аммиак (NH 3 ), фосфат, цианистый водород (HCN), различные органические вещества и различные фотохимические побочные продукты. [52] [53] [54] Состав атмосферы будет влиять на стабильность и производство этих соединений на поверхности Земли. Например, «слабовосстановленная» пребиотическая атмосфера может производить некоторые, но не все, из этих ингредиентов в результате реакций с молнией. [9] С другой стороны, производство и стабильность происхождения ингредиентов жизни в сильно восстановленной атмосфере значительно улучшаются, что делает атмосферу после удара особенно актуальной. [11] Предполагается также, что условия, необходимые для зарождения жизни, могли возникнуть локально, в системе, изолированной от атмосферы (например, в гидротермальном источнике ). [55] Однако такие соединения, как цианиды, используемые для создания нуклеиновых оснований РНК , будут слишком разбавлены в океане, в отличие от озер на суше. [56] Как только жизнь зародилась и начала взаимодействовать с атмосферой, пребиотическая атмосфера по определению превратилась в постбиотическую атмосферу.

Рекомендации

  1. ^ Тренер, Мелисса Г.; Павлов, Александр А.; ДеВитт, Х. Лэнгли; Хименес, Хосе Л.; Маккей, Кристофер П.; Тун, Оуэн Б.; Толберт, Маргарет А. (28 ноября 2006 г.). «Органическая дымка на Титане и ранней Земле». Труды Национальной академии наук . 103 (48): 18035–18042. дои : 10.1073/pnas.0608561103 . ISSN  0027-8424. ПМЦ  1838702 . ПМИД  17101962.
  2. ^ ab «Геологическое время: возраст Земли». pubs.usgs.gov . Проверено 30 мая 2022 г.
  3. ^ abcdefg Занле, Кевин; Арндт, Ник; Кокелл, Чарльз; Холлидей, Алекс; Нисбет, Юан; Селсис, Франк; Сон, Норман Х. (1 марта 2007 г.). «Появление обитаемой планеты». Обзоры космической науки . 129 (1): 35–78. Бибкод : 2007ССРв..129...35З. doi : 10.1007/s11214-007-9225-z. ISSN  1572-9672. S2CID  12006144.
  4. ^ ab Canup, Робин М. (1 апреля 2004 г.). «Моделирование позднего воздействия, образовавшего Луну». Икар . 168 (2): 433–456. Бибкод : 2004Icar..168..433C. дои : 10.1016/j.icarus.2003.09.028. ISSN  0019-1035.
  5. ^ Аб Бахколл, Джон Н.; Пинсонно, Миннесота; Басу, Сарбани (10 июля 2001 г.). «Солнечные модели: текущая эпоха и временные зависимости, нейтрино и гелиосейсмологические свойства». Астрофизический журнал . 555 (2): 990–1012. arXiv : astro-ph/0010346 . Бибкод : 2001ApJ...555..990B. дои : 10.1086/321493. ISSN  0004-637X. S2CID  13798091.
  6. ^ аб Рибас, И.; Порто-де-Мелло, GF; Феррейра, LD; Эбрар, Э.; Селсис, Ф.; Каталан, С.; Гарсес, А.; до Насименто, JD; де Медейрос-младший (9 апреля 2010 г.). «ЭВОЛЮЦИЯ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ ВО ВРЕМЕНИ И ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПЛАНЕТАРНЫЕ АТМОСФЕРЫ. II. κ1Ceti, АНАЛОГ СОЛНЦА, КОГДА ЗАРОЖДАЛА ЖИЗНЬ НА ЗЕМЛЕ». Астрофизический журнал . 714 (1): 384–395. arXiv : 1003.3561 . Бибкод : 2010ApJ...714..384R. дои : 10.1088/0004-637x/714/1/384. hdl : 10871/24635. ISSN  0004-637X. S2CID  119213775.
  7. ^ abcd Харрисон, Т. Марк (2020), Харрисон, Т. Марк (редактор), «Геохимия циркона Хадеана Джека Хиллса», Hadean Earth , Cham: Springer International Publishing, стр. 143–178, doi : 10.1007/978- 3-030-46687-9_7, ISBN 978-3-030-46687-9, S2CID  226641657 , получено 30 мая 2022 г.
  8. ^ аб Коренага, июнь (2021 г.). «Была ли земля на ранней Земле?». Жизнь . 11 (11): 1142. doi : 10.3390/life11111142 . ISSN  2075-1729. ПМЦ 8623345 . ПМИД  34833018. 
  9. ^ abcdefghijklmno Кэтлинг, Дэвид К. (2017). Эволюция атмосферы на обитаемых и безжизненных мирах. Джеймс Ф. Кастинг. Вест Найак: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-139-02055-8. ОКЛК  982451455.
  10. ^ ab «Ударный кратер на Гадейской Земле». www.lpi.usra.edu . Проверено 30 мая 2022 г.
  11. ^ abcdef Занле, Кевин Дж.; Лупу, Роксана; Кэтлинг, Дэвид К.; Воган, Ник (01 мая 2020 г.). «Создание и эволюция уменьшенных атмосфер ранней Земли, возникших в результате удара». Планетарный научный журнал . 1 (1): 11. arXiv : 2001.00095 . Бибкод : 2020PSJ.....1...11Z. дои : 10.3847/psj/ab7e2c . ISSN  2632-3338. S2CID  209531939.
  12. ^ Шопф, Дж. Уильям; Кудрявцев Анатолий Б.; Чая, Эндрю Д.; Трипати, Абхишек Б. (2007). «Свидетельства архейской жизни: строматолиты и микроокаменелости». Докембрийские исследования . 158 (3–4): 141–155. Бибкод : 2007PreR..158..141S. doi :10.1016/j.precamres.2007.04.009. ISSN  0301-9268.
  13. ^ «Как образовалась Луна?». www.nhm.ac.uk. _ Проверено 30 мая 2022 г.
  14. ^ Ван Кранендонк, Мартин Дж.; Джокич, Тара; Пул, Грег; Тадбири, Саханд; Стеллер, Люк; Баумгартнер, Рафаэль (01 января 2019 г.), Ван Кранендонк, Мартин Дж.; Беннетт, Вики С.; Хоффманн, Дж. Элис (ред.), «Глава 40 - Условия отложения окаменелостей, формация Дрессер около 3480 млн лет назад, кратон Пилбара: обзор», Самые старые породы Земли (второе издание) , Elsevier, стр. 985–1006, doi :10.1016/b978-0-444-63901-1.00040-x, ISBN 978-0-444-63901-1, S2CID  133958822 , получено 10 июня 2022 г.
  15. ^ Нолл, Эндрю Х.; Новак, Мартин А. (5 мая 2017 г.). «График эволюции». Достижения науки . 3 (5): e1603076. Бибкод : 2017SciA....3E3076K. doi : 10.1126/sciadv.1603076. ISSN  2375-2548. ПМЦ 5435417 . ПМИД  28560344. 
  16. ^ Белл, Элизабет А.; Бенке, Патрик; Харрисон, Т. Марк; Мао, Венди Л. (19 октября 2015 г.). «Потенциально биогенный углерод сохранился в цирконе возрастом 4,1 миллиарда лет». Труды Национальной академии наук . 112 (47): 14518–14521. Бибкод : 2015PNAS..11214518B. дои : 10.1073/pnas.1517557112 . ISSN  0027-8424. ПМЦ 4664351 . ПМИД  26483481. 
  17. ^ Лепот, Кевин (2020). «Признаки ранней микробной жизни архейского эона». Обзоры наук о Земле . 209 : 103296. doi : 10.1016/j.earscirev.2020.103296 . hdl : 20.500.12210/62415 . ISSN  0012-8252. S2CID  225413847.
  18. ^ "Международная комиссия по стратиграфии". Stratigraphy.org . Проверено 30 мая 2022 г.
  19. ^ Харрисон, Т. Марк; Белл, Элизабет А.; Бенке, Патрик (26 июня 2017 г.), «11. Петрохронология Гадеевского циркона», Петрохронология , Де Грюйтер, стр. 329–364, doi : 10.1515/9783110561890-012, ISBN 9783110561890, получено 30 мая 2022 г.
  20. ^ «Каково значение цирконов Джек-Хиллз?». Ключевые вопросы о ранней Земле . Проверено 30 мая 2022 г.
  21. ^ abc Лайонс, Тимоти; Роджерс, Карин; Кришнамурти, Раманарайан; Уильямс, Лорен; Марки, Симона; Швитерман, Эдвард; Трейл, Дастин; Планавский, Ной; Рейнхард, Кристофер (18 марта 2021 г.). «Ограничение пребиотической химии посредством лучшего понимания древнейшей среды Земли». Бюллетень ААС . 53 (4): 143. arXiv : 2008.04803 . Бибкод : 2021BAAS...53d.143L. дои : 10.3847/25c2cfeb.7a898b78 . S2CID  221095776.
  22. ^ Марчи, С.; Боттке, ВФ; Элкинс-Тантон, Лейтенант; Бирхаус, М.; Веннеманн, К.; Морбиделли, А.; Кринг, Д.А. (2014). «Широко распространенное перемешивание и захоронение гадейской коры Земли в результате ударов астероидов». Природа . 511 (7511): 578–582. Бибкод : 2014Natur.511..578M. дои : 10.1038/nature13539. ISSN  0028-0836. PMID  25079556. S2CID  205239647.
  23. ^ Мухопадхьяй, Суджой; Параи, Рита (30 мая 2019 г.). «Благородные газы: летопись эволюции Земли и динамики мантии». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 47 (1): 389–419. Бибкод : 2019AREPS..47..389M. doi : 10.1146/annurev-earth-053018-060238 . ISSN  0084-6597. S2CID  189999394.
  24. ^ Занле, Кевин Дж.; Гачеса, Марко; Кэтлинг, Дэвид К. (2019). «Странный посланник: новая история водорода на Земле, рассказанная Ксеноном». Geochimica et Cosmochimica Acta . 244 : 56–85. arXiv : 1809.06960 . Бибкод : 2019GeCoA.244...56Z. дои : 10.1016/j.gca.2018.09.017. ISSN  0016-7037. S2CID  119079927.
  25. ^ Кофе, МВт; Хадсон, Великобритания; Вельско, К.; Хасс, Греция; Александр, ЕС; Чивас, Арканзас (24 сентября 1999 г.). «Первичные благородные газы из мантии Земли: идентификация примитивного летучего компонента». Наука . 285 (5436): 2115–2118. дои : 10.1126/science.285.5436.2115. ISSN  0036-8075. ПМИД  10497127.
  26. ^ Изменение, Глобальный климат НАСА. «Концентрация углекислого газа | Глобальное изменение климата НАСА». Изменение климата: жизненно важные признаки планеты . Проверено 1 июня 2022 г.
  27. ^ «Геологический углеродный цикл». бутан.chem.uiuc.edu . Проверено 1 июня 2022 г.
  28. ^ Аб Уокер, Джеймс К.Г.; Хейс, П.Б.; Кастинг, Дж. Ф. (1981). «Механизм отрицательной обратной связи для долгосрочной стабилизации температуры поверхности Земли». Журнал геофизических исследований . 86 (C10): 9776. Бибкод : 1981JGR....86.9776W. дои : 10.1029/jc086ic10p09776. ISSN  0148-0227.
  29. ^ аб Кастинг, Джеймс Ф. (1987). «Теоретические ограничения на концентрацию кислорода и углекислого газа в докембрийской атмосфере». Докембрийские исследования . 34 (3–4): 205–229. Бибкод : 1987PreR...34..205K. дои : 10.1016/0301-9268(87)90001-5. ISSN  0301-9268. ПМИД  11542097.
  30. ^ Розинг, Миник Т.; Берд, Деннис К.; Спи, Норман Х.; Бьеррум, Кристиан Дж. (2010). «Никакого климатического парадокса под слабым ранним Солнцем». Природа . 464 (7289): 744–747. Бибкод : 2010Natur.464..744R. дои : 10.1038/nature08955. ISSN  0028-0836. PMID  20360739. S2CID  205220182.
  31. ^ аб Кадоя, Синтаро; Криссансен-Тоттон, Джошуа; Кэтлинг, Дэвид К. (2020). «Вероятная холодная и щелочная приземная среда Гадейской Земли, вызванная ударным выветриванием». Геохимия, геофизика, геосистемы . 21 (1). Бибкод : 2020GGG....2108734K. дои : 10.1029/2019gc008734 . ISSN  1525-2027. S2CID  211167542.
  32. ^ Сон, Норман Х.; Занле, Кевин (1 января 2001 г.). «Круговорот углекислого газа и последствия для климата на древней Земле». Журнал геофизических исследований: Планеты . 106 (Е1): 1373–1399. Бибкод : 2001JGR...106.1373S. дои : 10.1029/2000je001247. ISSN  0148-0227.
  33. ^ "Информационный бюллетень о Земле" . nssdc.gsfc.nasa.gov . Проверено 1 июня 2022 г.
  34. ^ Саммерс, Дэвид П. (2012), «Пребиотическая химия азота и происхождение жизни», Бытие - в начале , Происхождение клеток, Жизнь в экстремальных средах обитания и астробиология, том. 22, Дордрехт: Springer Нидерланды, стр. 201–216, номер документа : 10.1007/978-94-007-2941-4_12, ISBN. 978-94-007-2940-7, получено 1 июня 2022 г.
  35. ^ Аб Гебауэр, Стефани; Гренфелл, Джон Ли; Ламмер, Хельмут; де Вера, Жан-Пьер Поль; Спросс, Лауренц; Айрапетян Владимир Сергеевич; Синнхубер, Мириам; Рауэр, Хайке (01 декабря 2020 г.). «Атмосферный азот, когда жизнь развивалась на Земле». Астробиология . 20 (12): 1413–1426. Бибкод : 2020AsBio..20.1413G. дои : 10.1089/ast.2019.2212. ISSN  1531-1074. PMID  33121251. S2CID  226206268.
  36. ^ Голдблатт, Колин; Клэр, Марк В.; Лентон, Тимоти М.; Мэтьюз, Адриан Дж.; Уотсон, Эндрю Дж.; Занле, Кевин Дж. (2009). «Азот усилил парниковое потепление на ранней Земле». Природа Геонауки . 2 (12): 891–896. Бибкод : 2009NatGe...2..891G. дои : 10.1038/ngeo692. ISSN  1752-0894.
  37. ^ Сом, Санджой М.; Бьюик, Роджер; Хагадорн, Джеймс В.; Блейк, Тим С.; Перро, Джон М.; Харнмейер, Йелте; Кэтлинг, Дэвид К. (9 мая 2016 г.). «Давление воздуха на Земле 2,7 миллиарда лет назад ограничивалось менее чем половиной современного уровня». Природа Геонауки . 9 (6): 448–451. Бибкод : 2016NatGe...9..448S. дои : 10.1038/ngeo2713. ISSN  1752-0894.
  38. ^ Марти, Бернард; Циммерманн, Лоран; Пужоль, Магали; Берджесс, Рэй; Филиппо, Паскаль (4 октября 2013 г.). «Изотопный состав азота и плотность архейской атмосферы». Наука . 342 (6154): 101–104. arXiv : 1405.6337 . Бибкод : 2013Sci...342..101M. дои : 10.1126/science.1240971. ISSN  0036-8075. PMID  24051244. S2CID  206550098.
  39. ^ «Атмосфера | Национальное географическое общество». Education.nationalgeographic.org . Проверено 1 июня 2022 г.
  40. ^ Бьелло, Дэвид. «Происхождение кислорода в атмосфере Земли». Научный американец . Проверено 1 июня 2022 г.
  41. ^ «9.1: Биогеохимическая эволюция». Химия LibreTexts . 07.01.2021 . Проверено 1 июня 2022 г.
  42. ^ аб Домагал-Голдман, Шон Д.; Сегура, Антигона; Клэр, Марк В.; Робинсон, Тайлер Д.; Медоуз, Виктория С. (20 августа 2014 г.). «Абиотический озон и кислород в атмосферах, подобных пребиотической Земле». Астрофизический журнал . 792 (2): 90. arXiv : 1407.2622 . Бибкод : 2014ApJ...792...90D. дои : 10.1088/0004-637x/792/2/90. hdl : 10023/5410. ISSN  1538-4357. S2CID  54182763.
  43. ^ Аб Чанг, Яо; Ю, Ён; Ань, Фэн; Луо, Цзыцзе; Цюань, Дунхуэй; Чжан, Ся; Ху, Сиси; Ли, Циньмин; Ян, Цзяюэ; Чен, Чжичао; Че, Ли (30 апреля 2021 г.). «Трехчастичная фотодиссоциация молекулы воды и ее значение для производства пребиотического кислорода». Природные коммуникации . 12 (1): 2476. Бибкод : 2021NatCo..12.2476C. дои : 10.1038/s41467-021-22824-7. ISSN  2041-1723. ПМЦ 8087761 . ПМИД  33931653. 
  44. ^ Аб Карвер, Дж. Х. (1981). «Пребиотический уровень кислорода в атмосфере». Природа . 292 (5819): 136–138. Бибкод : 1981Natur.292..136C. дои : 10.1038/292136a0. ISSN  0028-0836. S2CID  4343711.
  45. ^ abc Сегура, А.; Медоуз, В.С.; Кастинг, Дж. Ф.; Крисп, Д.; Коэн, М. (9 июля 2007 г.). «Абиотическое образование O2 и O3 в земной атмосфере с высоким содержанием CO2». Астрономия и астрофизика . 472 (2): 665–679. arXiv : 0707.1557 . Бибкод : 2007A&A...472..665S. дои : 10.1051/0004-6361: 20066663. ISSN  0004-6361. S2CID  17146836.
  46. ^ Фитцпатрик, Тони (07 сентября 2005 г.). «Расчеты говорят в пользу сокращения атмосферы ранней Земли - Источник - Вашингтонский университет в Сент-Луисе». Источник . Проверено 1 июня 2022 г.
  47. ^ Хашимото, Джордж Л.; Абэ, Ютака; Сугита, Сейджи (23 мая 2007 г.). «Химический состав ранней земной атмосферы: образование восстановительной атмосферы из CI-подобного материала». Журнал геофизических исследований . 112 (Е5): E05010. Бибкод : 2007JGRE..112.5010H. дои : 10.1029/2006JE002844 . ISSN  0148-0227.
  48. ^ Конференция, Гольдшмидт. «Ранняя Земля подверглась бомбардировке серией астероидов размером с город». физ.орг . Проверено 1 июня 2022 г.
  49. ^ Мишель, Патрик; Морбиделли, Алессандро (2007). «Обзор количества ударных элементов и скорости образования кратеров во внутренней части Солнечной системы». Метеоритика и планетология . 42 (11): 1861–1869. Бибкод : 2007M&PS...42.1861M. дои : 10.1111/j.1945-5100.2007.tb00545.x . ISSN  1086-9379. S2CID  56570715.
  50. ^ Шефер, Лаура; Фегли, Брюс (12 июля 2017 г.). «Окислительно-восстановительные состояния исходных атмосфер, выделяющихся на скалистых планетах и ​​планетезималях». Астрофизический журнал . 843 (2): 120. Бибкод : 2017ApJ...843..120S. дои : 10.3847/1538-4357/aa784f . ISSN  1538-4357. S2CID  125938635.
  51. ^ BioTechSquad (31 августа 2017 г.). «Эксперимент Миллера-Юри — химическая эволюция | BioTechSquad» . Проверено 2 июня 2022 г.
  52. ^ Саселов, Димитар Д.; Гротцингер, Джон П.; Сазерленд, Джон Д. (07 февраля 2020 г.). «Происхождение жизни как планетарное явление». Достижения науки . 6 (6): eaax3419. Бибкод : 2020SciA....6.3419S. doi : 10.1126/sciadv.aax3419. ISSN  2375-2548. ПМК 7002131 . ПМИД  32076638. 
  53. ^ Лесли Э., Оргел (2004). «Пребиотическая химия и происхождение мира РНК». Критические обзоры по биохимии и молекулярной биологии . 39 (2): 99–123. дои : 10.1080/10409230490460765. ISSN  1040-9238. PMID  15217990. S2CID  4939632.
  54. ^ Трефил, Джеймс; Дж. Моровиц, Гарольд; Смит, Эрик (май – июнь 2009 г.). «Происхождение жизни». Американский учёный . 97 (3): 206. дои :10.1511/2009.78.206 . Проверено 2 июня 2022 г.
  55. ^ «Гидротермальные системы и происхождение жизни», Экология глубоководных гидротермальных источников , Princeton University Press, стр. 397–412, 09.11.2021, doi : 10.2307/j.ctv1zm2v35.17, S2CID  243969063 , получено 2022-06-02
  56. ^ Стриблинг, Роско; Миллер, Стэнли Л. (1987). «Выход энергии при синтезе цианида водорода и формальдегида: концентрации hcn и аминокислот в примитивном океане». Происхождение жизни и эволюция биосферы . 17 (3–4): 261–273. дои : 10.1007/bf02386466. ISSN  0169-6149. PMID  2819806. S2CID  6395452.