Таким образом, фотосинтез являются принципиально обратимым процессом. Временная задержка обратной реакции (отсроченность) сберегает кислород в атмосфере и обеспечивает дыхание живых организмов, которое сводится к окислению органических веществ с производством необходимой для жизнедеятельности энергии.
Наличие свободного кислорода объясняется появлением некоторого барьера для реакций окисления. Это может быть: изоляция органики большими слоями воды или грунта, устойчивые для переработки микроорганизмами структуры, низкотемпературные условия и т.д.
Земная кора содержит около 2х1016 т. органического углерода в рассеянном состоянии; концентрированные скопления оцениваются в 200 млрд. тонн нефти; в 250 млрд. тонн газа, в 1013 тонн угля.
Для окисления приведённой массы углерода потребовалось бы около 5,3 х 1016 тонн кислорода, что почти в 45 раз больше его содержания в атмосфере Земли (~ 1,18 х 1015 тонн). Основная часть (почти 98 %) кислорода должна была нейтрализована в процессах окисления минералов, раствориться в воде, чтобы осталась его концентрация на оптимальном для жизни уровне (~21% объемных). Рост содержания кислорода до 25% уже неприемлем из-за угрозы возгорания растительности, замедления производства органики при фотосинтезе (О2 является его ингибитором); снижение концентрации кислорода привело бы к изменению дыхательного процесса.
В связи с этим стабилизацию концентрации кислорода на уровне оптимальном для жизни под воздействием многих факторов следует рассматривать как уникальное событие. Постоянство содержание кислорода в течение длительного времени должно быть в центре внимания цивилизации так же, как и концентрация углекислоты. Это обстоятельство следует так же учитывать при анализе возможности возникновения органической жизни на других планетах. Помимо обеспечения приемлемых температурных условий в достаточно узком диапазоне и в течение длительного времени, важнейшими атрибутивными факторами являются:
– наличие необходимых элементов в поверхностном слое – коре планеты,
– не следы, а обильное содержание воды;
– присутствие радиоактивных элементов, обеспечивающих образование суши, тренинг десанта органической жизни на материке, движущую силу геологических процессов влияющих на концентрацию кислорода в атмосфере и т. д.
Общая тенденция глобальных изменений важнейших для сохранения жизни на Земле условий выражается в снижении радиогенного тела и связанным с этим затухании геологических процессов и вулканической деятельности; в уменьшении массы природно-возобновляемого диоксида углерода в атмосфере из за неравновесности фотосинтеза, связывания в карбонатах и т.д., в увеличении концентрации кислорода в атмосфере. Климатические изменения, связанные с Солнцем, будут обсуждены далее.
Следует отметить, что изменение концентрации кислорода в атмосфере происходило неравномерно, что было связанно с условиями развития растительности (тепло, влажность, содержание диоксида углерода).
Считается доказанным, что ещё 250 млн. лет назад практически все известные нам континенты были объединены в единый гигантский материк Пангею. Реально существование на определённом этапе Северного материка Лавразии и южного – Гондваны. Примерно 200 млн. лет назад начался их раскол и постепенное расхождение. Удаленные от береговой линий участка суши характеризовались континентальным климатом со склонностью к образованию ледников в периоды похолодания, связанным с долговременными (~300 млн. лет) циклами солнечной активности.
Оледенение, начавшейся с конца каменноугольного периода (достигло своего апогея около 280 млн. лет назад), было пожалуй самым крупномасштабным в истории Земли. Толщина ледников достигала 6 км, что привело к резкому сокращению площади водного пространства и дополнительному усилению континентальности. При этом на Земле установилось выраженная климатическая зональность. Теплолюбивые растения и животные уступали место холодоустойчивым.
В этих условиях общая продуктивность фотосинтеза существенно снизилась, что привело к снижению концентрации кислорода в атмосфере 200 млн. лет назад до одной трети от современного уровня.
В связи с климатическими изменениями и уменьшением площади морей, земноводные вытесняются в тропические регионы а пресмыкающиеся (рептилии), менее привязанные к воде при размножении, осваивают пустыни, полупустыни и степи.
В период от примерно 220 млн. до 175 млн. лет назад в недрах Земли накапливаются силы для образования глубинных разломов континентальных плит и ослабления связи между отдельными блоками платформ. Это приводит к расхождению материков, чему способствовало мощное давление ледников. Дрейф материков сопровождается образованием между ними водных бассейнов – будущих океанов.
По трещинам на поверхность Земли изливаются базальтовые лавы, причем их отложения достигают мощности до 8 км. Все это сопровождается интенсивной вулканической деятельностью.
