Самоорганизация процессов в геологии биологии и экологии

    Гидросфера, включающая Мировой океан, возникла из паров мантийного материала, и  первые порции конденсированной воды на Земле были кислыми. Они представляли собой раствор с присутствием анионов F, C1, Вг, I, которые и сейчас характерны для морской воды. Отсюда неизбежно следует, что первые ювенильные воды поверхности Земли были минерализованными, а пресные воды появились позже в результате испарения с поверхности первичных океанов, что было процессом естественной дистилляции. Выпадение атмосферных осадков на поверхность суши могло привести к образованию в пониженных участках рельефа первых пресноводных водоемов. В первичном океане сульфаты присутствовали в ничтожных количествах, так как было очень мало свободного кислорода для окисления HgS и образования сульфатов.

    Первичная атмосфера Земли была восстановительной  и в ней не было свободного кислорода. Только незначительные его количества формировались от воздействия солнечной радиации на молекулы водяных паров и углекислоты, которые разлагались путём фотодиссоциации.[8]

    Нам сейчас трудно восстановить химический облик первичной атмосферы Земли. Возможно, значительные количества водорода и гелия диссипировали в космическое  пространство, хотя количественную оценку этой потери дать трудно.

    Решающее  значение в изменении химического  состава первичной атмосферы имело появление фотосинтезирующих организмов, потребляющих Н₂О и СОз из внешней среды, что вызвало также химические изменения в Мировом океане. Первыми фотосинтезирующими организмами были, вероятно, синезеленые водоросли или их предки, возникшие в верхних зонах океана на определенных глубинах. Эти глубины определялись слоем воды около 10 м, который поглощал ультрафиолетовую радиацию Солнца, предохраняя организмы от ее губительного действия. Изучение изотопной истории кислорода в биосфере показало, что свободный кислород как активный геохимический фактор образовался преимущественно за счет фотосинтетического разложения Н₂О организмами фитопланктона. С появлением свободного кислорода первичная атмосфера нашей планеты изменилась до неузнаваемости. Количество свободного кислорода прогрессивно возрастало, активно окисляя многие вещества окружающей среды. Так, свободный кислород быстро окислил NН₃, СН₄, СО, а сернистые газы S и H₂S были превращены в сульфаты океанической воды. Со времени действия процесса фотосинтеза СО₂ быстро потреблялась фитопланктоном, а также связывалась в карбонатных осадках. Вся дальнейшая деятельность фотосинтезирующих организмов стала направленной на интенсивное извлечение СОз из атмосферы.

    Таким образом, верхние легкие оболочки Земли—атмосфера, гидросфера и отчасти определенные части коры возникли главным образом за счет дегазации мантии. Естественно, что дегазания мантии Земли и связанная с ней миграция литофильных элементов в силикатных расплавах происходила наиболее интенсивно на наиболее ранних периодах развития Земли, учитывая радиоактивный нагрев и нагрев от экзотермического эффекта завершения формирования земного ядра. В последующую геологическую историю дегазация затухала, периодически возобновлялась в подвижных зонах земной коры и верхней мантии при рождении вулканов в горных поясах и в виде островных дуг в периоды горообразования.

    Дифференциация  вещества Земли с начала ее образования имела различную скорость. Так, завершение формирования внешнего ядра Земли в результате центростремительной миграции сидерофильных и халькофильных элементов произошло относительно быстро и в современную эпоху едва ли продолжается в значительных масштабах. Однако что касается центробежной миграции, то она имела место во всей истории Земли и продолжается в современную эпоху. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Заключение

    Таким образом, мы рассмотрели: системный  подход и особенности его применения, различные типы и виды систем, основы синергетики, понятие самоорганизации, происхождение жизни на Земле.  

    Системы,   находящиеся  вдали   от  термодинамического равновесия, могут обмениваться с  окружающей средой не только энергией, во я массой вещества. Такие системы в отличие от замкнутых называются открытыми. Энергия в них может рассеиваться к необратимым образом переходить в другие виды энергия, например энергию колебательного или теплового движения «томов. Иногда такие системы называют диссипативными.

До последнего времени работ, непосредственно относящихся к самоорганизации в геологических процессах и физических полях Земли, не было. Науки о Земле пока обходились без методов синергетики. "Да и самой науки "синергетики" физически пока нет, и трудно сказать, будет ли она существовать"[6], хотя в настоящее время накоплен уже большой экспериментальный материал   по явлениям самоорганизации в различных областях естествознания. Сложность приложения идей синергетики для анализа процессов протекания геологических процессов, заключается в отсутствии единого феноменологического подхода к анализу формирования и преобразования  геологических тел. Многообразный характер геологических тел, сопряженность одновременно протекающих различных физико-химических процессов, затрудняют создание корректных моделей, учитывающих изменение энергетического состояния и баланса масс в системе и ее подсистемах. 
 

    Использованная  литература: 

1. Данилова  «Концепции современного естествознания»

    2. Горелов «Концепции современного  естествознания» 
 

3. Эткинс П.  «Порядок и беспорядок в природе» 

    М-1987, «Мир» 
 

    4. Грушевитская «Концепции современного  естествознания» 
 

5. Потеев «Концепции  современного естествознания»

Питер-1999 

  6. «Самоорганизация  в природе.» Материалы семинара,

Выпуск 2, Томск-1998. 

      7. Войткевич Г.В. «Основы теории  происхождения Земли» М.-1979, “Недра”. 

      8. Рингвуд А.Е. «Состав и происхождение  Земли». М.-1981, “Наука”.