551.1

Происхождение воды на Земле остаётся предметом дискуссий, поскольку существующие эндогенные, экзогенные и комбинированные модели не дают исчерпывающего объяснения масштабов накопления гидросферы, становления озонового слоя и динамики химического состава ранней атмосферы. В статье предлагается концептуальная модель, в которой высокоэнергетические атмосферные процессы рассматриваются как фактор химического взаимодействия водорода, поступающего из недр, и свободного кислорода биогенного происхождения. Такая интерпретация позволяет встроить атмосферные реакции в общую схему эволюции Земной системы и рассматривать их как недостающее звено между дегазацией, формированием кислородной атмосферы и развитием гидросферы. На основе данных современной атмосферной химии и палеогеохимии обсуждаются предпосылки функционирования озоно-грозовой схемы, её соответствие эмпирическим наблюдениям и возможный вклад в формирование водной и озоновой оболочек планеты. Модель не претендует на окончательное решение проблемы происхождения воды, но расширяет рамки существующих подходов, указывая на перспективность включения атмосферных процессов в реконструкцию ранних этапов эволюции Земли.

The origin of water on Earth remains a subject of debate, as existing endogenous, exogenous, and combined models do not provide a comprehensive explanation for the scale of hydrosphere accumulation, the emergence of the ozone layer, or the dynamics of the early atmospheric composition. This paper proposes a conceptual model in which high-energy atmospheric processes are considered as a factor enabling chemical interactions between hydrogen released from the Earth's interior and free oxygen of biogenic origin. Such an interpretation integrates atmospheric reactions into the broader framework of Earth system evolution and treats them as a missing link between degassing, the development of an oxygen-rich atmosphere, and the formation of the hydrosphere. Drawing on data from modern atmospheric chemistry and paleogeochemistry, the study examines the prerequisites for the functioning of the ozone-lightning scheme, its consistency with empirical observations, and its potential contribution to the formation of the planet's water and ozone envelopes. While the model does not aim to provide a definitive solution to the problem of water's origin, it expands the scope of existing approaches and highlights the relevance of incorporating atmospheric processes into reconstructions of the early stages of Earth's evolution.

инженер, независимый исследователь

независимый исследователь

K. Meech, S.N. Raymond. Origin of Earth's water: sources and constraints. arXiv:1912.04361. https://doi.org/10.48550/arXiv.1912.04361.

H. Genda, M. Ikoma. Origin of the ocean on the Earth: Early evolution of water D/H in a hydrogen-rich atmosphere. Icarus. 2008. V. 194(1). Pp. 42-52. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2007.09.007.

H. Kurokawa, J. Foriel, M. Laneuville, C. Houser, T. Usui. Subduction and atmospheric escape of Earth's seawater constrained by hydrogen isotopes. Earth and Planetary Science Letters. 2018. V. 497. Pp. 149-160. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2018.06.016.

Кузьмин Ю.Д., Сахно В.Г. Происхождение воды и ее роль в эволюции Земли // Вестник ДВО РАН. 2020. №2 (210). С. 115-130.

Hirschmann M.M., Kohlstedt D.L. The geological history of water: From Earth's accretion to the modern deep water cycle. Elements. 2024. Vol. 20. No. 3. Pp. 157-162. DOI: 10.2138/gselements.20.4.253.

A.J. McKay, N.X. Roth. Organic Matter in Cometary Environments. Life (Basel). 2021. V. 11(1):37. doi: 10.3390/life11010037.

L. Piani, Y. Marrocchi, T.Rigaudier, L.G. Vacher et al. Earth's water may have been inherited from material similar to enstatite chondrite meteorites. Science. 2020. V. 369. Pp. 1110-1113. DOI:10.1126/science.aba1948.

J. Muller, H. Lesch. Woher kommt das Wasser der Erde? Urgaswolkeoder Meteoriten. Chemie in unserer Zeit. 2003. 37(4). Pp. 242-246.

S. Ghosh, A. Cholakian, S. Mailler, andL. Menu. Representing improved tropospheric ozone distribution over the Northern Hemisphere by including lightning NOx emissions in CHIMERE. Atmospheric Chemistry and Physics. 2025. V. 25(12). Pp. 6273-6297. DOI 10.5194/acp-25-6273-2025.

X. Wang, Y. Zhang, T. Bozoki, R. Liang, et al. Contributions of lightning to long-term trends and inter-annual variability in global atmospheric chemistry constrained by Schumann resonance observations. Atmos. Chem. Phys. 2025. V. 25. Pp. 8929-8942. https://doi.org/10.5194/acp-25-8929-2025.

C.M. Nussbaumer, M. Kohl, A. Pozzer, I. Tadic, R. Rohloff, D. Marno, et al. Ozone formation sensitivity to precursors and lightning in the tropical troposphere based on airborne observations. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2024. V. 129. e2024JD041168. https://doi.org/10.1029/2024JD041168.

B. Bitsch, S.N. Raymond, A. Izidoro. Rocky super-Earths or waterworlds: the interplay of planet migration, pebble accretion, and disc evolution. Astronomy & Astrophysics. 2019. V. 624, A109. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201935007.

Zahnle K., Schaefer L., Fegley B. Earth's earliest atmospheres. Cold Spring HarbPerspect Biol. 2010 Oct;2(10):a004895. doi: 10.1101/cshperspect.a004895.

T. Suer, C. Jackson, D. Grewal, C. Dalou, T. Lichtenberg, et al. The distribution of volatile elements during rocky planet formation. Frontiers in Earth Science. 2023. V. 11. doi: 10.3389/feart.2023.1159412.

A.N. Halliday, R.M. Canup. The accretion of planet Earth. Nature Reviews Earth & Environment. 2022. V. 3. Pp. 1-17. DOI: 10.1038/s43017-022-00370-0.

P. Liggins, S. Jordan, P.B. Rimmer, O. Shorttle. Growth and evolution of secondary volcanic atmospheres: I. identifying the geological character of hot rocky planets. Journal of Geophysical Research: Planets. 2022. V. 127. e2021JE007123. https://doi.org/10.1029/2021JE007123.

A. Johansen, T. Ronnet, M. Schiller, Z. Deng, M. Bizzarro. Anatomy of rocky planets formed by rapid pebble accretion - II. Differentiation by accretion energy and thermal blanketing. Astronomy & Astrophysics. 2023. V. 671. Pp. 1-20. DOI: 10.1051/0004-6361/202142142.

Кочемасов Г.Г. Планетарная дегазация и излияния базальтов (Земля-Луна) // Школа Науки. 2021. №5 (42). С. 105-106.

Аранович Л.Я., Персиков Э.С., Бухтияров П.Г., Кошлякова А.Н., Лебедева Н.М. Природа первого сиалического вещества земли: роль водорода? // Петрология. 2025. Т. 33. №1. С. 68-78.

Кокин А.В. К проблеме формировании вещества геосфер Земли в её геологической истории // Труды Института геологии Дагестанского научного центра РАН. 2024. №4(99). С. 4-12. DOI 10.33580/2541-9684-2024-99-4-4-12.