Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 19. 11 maj 1954 - Atmosfärens ursprung och historia, av Erik Eriksson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
11 maj 1954
425
ning i atmosfären ha skett. Härvid måste även
ett ozonskikt ha utbildats, och eftersom
jämvikten ozonbildning — ozonnedbrytning i stort sett
bestäms av syrgastrycket bör detta ozonskikt till
att börja med ha befunnit sig nere vid marken.
Allt eftersom syrgasmängden ökat har
ozonskiktet förflyttats uppåt. De rent meteorologiska
konsekvenserna av detta är säkerligen mycket
intressanta men skall förbigås här.
Den mängd vattenånga som sönderdelats till
väte och syre är givetvis liten jämförd med den
mängd som kondenserats och bildat vatten. Man
behöver inte nödvändigtvis anta att allt vatten
i världshaven har passerat i ångform genom
atmosfären; varma källor har troligtvis funnits
i alla tider.
Den juvenila metan, som tillförts atmosfären,
kan i närvaro av vattenånga ha oxiderats
foto-kemiskt till kolsyra, koloxid och vätgas. Den
kan dessutom under dylika förhållanden bilda
en hel rad organiska föreningar. Metan kan man
därför anta ha effektivt överförts till kolsyra.
En del av denna bör ha löst sig i det
kondenserade vattnet, vilket genom hydrolytisk vittring
måste ha varit alkaliskt. Vittringen har
påskyndats av kolsyran. Den jämvikt som nu råder
mellan kolsyran i luft, havsvatten och sedimentära
karbonatbergarter har säkerligen uppstått redan
när kolsyra började bildas.
Om metan och vatten tillförts atmosfären i
samma proportioner under alla tider kan man
förmoda att luftens kolsyrahalt inte varierat
nämnvärt. Den kan ha varit något högre i
början av intensiva assimilationsperioder, vilket lett
till en anrikning av organisk substans, men
kolsyrahaltens ökning motverkas även av ökad
vittring. Man ser således att regleringsmekanismen
för luftens kolsyrahalt är väl utbildad.
Den ammoniak som tillförts atmosfären har
också sönderdelats fotokemiskt till kväve och
väte. Kväve har knappast bortförts nämnvärt,
därför har atmosfärens kvävehalt långsamt
stigit. Den saltsyra som tillförts atmosfären har
löst sig i havsvattnet. För svavelvätets del är
förhållandet annat. Fotokemisk oxidation till
svavelsyra kan vara möjlig i en fuktig atmosfär,
men en direkt oxidation, så snart syre eller ozon
började uppträda, kan också tänkas.
Biokemiska processer
Det har tidigare framhållits att den biologiska
utvecklingen kan ha inverkat på atmosfärens
sammansättning, och assimilationens reglerande
verkan på luftens kolsyrahalt har diskuterats.
Vid assimilationen frigörs även syre och frågan
blir nu: "Kan denna produktion av syre ha varit
av betydelse för atmosfärens nuvarande
syrehalt?" Många geologer och geokemister har
ansett att denna process varit den dominerande av
följande skäl.
Det kol, som finns i våra stenkol och
bituminösa produkter, har uppskattats till 210 g/cm2
jordyta8. För att överföra detta till kolsyra
fordras 550 g/cm2 syre; alltså har denna mängd
frigjorts genom assimilation. I atmosfären och löst
i havsvattnet finns tillsammans 230 g/cm2. Den
syremängd som bundits i sedimenten genom
oxidation av tvåvärt järn till trevärt har av
Goldschmidt5 uppskattats till maximalt 562 g/cm2.
Tillsammans måste 562 + 230 = 792 g/cm2 syre
ha frigjorts genom både assimilation och
foto-kemisk sönderdelning av vatten. Den senare
processen har bidragit med 792—550 = 242 g/cm2.
Dubbelt så mycket syre har alltså uppstått
genom fotosyntes (assimilation) som genom rent
fotokemiska reaktioner.
Det finns emellertid en annan mer direkt metod
att uppskatta den fotokemiska produktionen.
Denna process äger rum ovanför ozonskiktet i
atmosfären. Den vattenånga, som kan
transporteras upp till denna höjd blir effektivt
sönderdelad till syre och väte. Syrets bildningshastighet
beror enbart av den hastighet varmed vattenånga
kan föras upp till denna nivå. Strax nedanför
ozonskiktet uppstår som förut påpekats ett
temperaturminimum som naturligtvis också ger ett
"dynamiskt" minimum i atmosfärens vattenhalt.
Man har mätt ångtätheten i detta skikt. På
grundval av dessa data och observationer över
turbulensen i det mycket stabila ozonskiktet har
Kuiper1 beräknat att transporten av vattenånga
genom detta motsvarar en fotokemisk
produktion under 3 000 milj. år av en syremängd fem
gånger större än den som nu finns i atmosfären.
Härvid förutsätts att ozonskiktet alltid funnits,
men har så inte varit fallet, måste den
fotokemiska processens intensitet ha varit mycket
större varför siffran anger en minimimängd. Å
andra sidan är tre miljarder år kanske i högsta
laget.
Den fotokemiska syreproduktionen kan därför
antas vara ca 1 000 g/cm2 under jordens tillvaro,
en mängd som är ungefär fem gånger större än
den som uppskattats geokemiskt. Jag är böjd att
tillmäta Kuipers uppskattning större
sannolikhet än den geokemiska; den grundar sig på
säkrare data och är mer direkt.
Det finns en möjlig och även rimlig förklaring
till olikheten i uppskattningarna. Geokemister
har i allmänhet antagit att kolet levererats till
atmosfären i form av kolsyra, ej som metan. Om
det senare varit fallet kan det syre, som frigjorts
fotokemiskt och som ej förbrukats vid oxidation
av tvåvärt järn, ha delvis förbrukats vid
oxidation av metan till kolsyra. Denna process är
alltid tänkbar om oxidationen gått över ozon som
är ett mycket kraftigt oxidationsmedel.
Den geokemiska uppskattningen av fossilt syre
skulle då ökas med denna mängd. Det är möjligt
att denna process en gång nått ett jämviktsläge
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
