Przeszłość

Atmosfera wczesnej Ziemi była połowę cieńsza

Badania pochodzących sprzed ok. 2,7 mld lat skał wulkanicznych prowadzą do wniosku, że ziemska atmosfera była wówczas przynajmniej połowę cieńsza.

Do tej pory naukowcy uważali, że gazowa otoczka młodej Ziemi musiała być gęstsza niż obecnie. Związane było to z faktem, że Słońce świeciło wówczas ok. 20% słabiej niż dziś. Aby zapobiec zmianie naszej planety w lodową pustynie konieczny był więc silniejszy efekt cieplarniany. Analiza „skamieniałych” pęcherzyków w pochodzących sprzed 2,7 mld lat skałach wulkanicznych z regionu Pilbara w północno-zachodniej Australii wskazuje jednak, że było inaczej. Wyniki te mają ogromne znaczenie dla zrozumienia nie tylko zmian ziemskiej atmosfery (w tym m.in. cyklu azotowego), ale również tego, w jaki sposób powstało i rozwijało się życie.

Pierwsze oznaki tego, że z naszym rozumieniem atmosfery wczesnej Ziemi jest coś nie tak, pojawiły się w 2012 roku. Wówczas to zespół naukowców kierowany przez Sanjoya M. Soma z Wydziału Nauk o Ziemi, Przestrzeni Kosmicznej i Astrobiologii Uniwersytetu Waszyngtońskiego w Seattle oraz Blue Marble Space Institute of Science również w Seattle dokonał analizy „skamieniałych” kropli deszczu sprzed od. 2,7 mld lat. Na tej podstawie uczeni wysunęli wniosek, że atmosfera ziemska była przynajmniej połowę cieńsza od dzisiejszej.

Teraz kierowany przez Soma zespół amerykańsko-australijskich naukowców postanowił zweryfikować swoje wcześniejsze badania korzystając z innej, bardziej precyzyjnej metody szacowania dawnego ciśnienia atmosferycznego. Polega ona na mierzeniu różnic wielkości pęcherzyków powietrza powstających w stygnącej lawie między górną, a dolną powierzchnią skały. Na pęcherzyki na górze działało bowiem niemal wyłącznie ciśnienie atmosferyczne, podczas gdy te na dole były również ściskane przez ciężar samej skały. Metoda ta została opracowana w latach 80. przez Dorka Sahagiana, geologa z Uniwersytetu Lehigh w Bethlehem (Pensylwania, USA), a jej skuteczność wielokrotnie sprawdzona. Pierwszym krokiem nowych badań było znalezienie odpowiednio dobrze zachowanych skał wulkanicznych, których górna powierzchnia nie byłaby nadmiernie zerodowana. Udało się je znaleźć w regionie Pilbara w stanie Australia Zachodnia. Dodatkową ich zaletą jest fakt, że noszą one ślady schładzania przez wodę morską, co oznacza, że powstały na poziomie morza.

W ciągu 10 lat poszukiwań znaleziono w Pilbara jedynie trzy fragmenty tamtejszych skał, które spełniały wszystkie stawiane wymagania. Ich analiza nie pozostawiła wątpliwości – ziemska atmosfera sprzed 2,7 mld lat była przynajmniej połowę cieńsza od obecnej. Natychmiast też badacze zaczęli spekulować, skąd ta różnica. Jej część można wytłumaczyć faktem, że we wczesnej atmosferze ziemskiej prawie nie było tlenu, który stanowi jedną piątą współczesnej. To jednak za mało. Badacze doszli więc do wniosku, że musiało wówczas brakować również azotu, który buduje 4/5 dzisiejszej atmosfery. Wszystko wskazuje na to, że cykl azotowy wyglądał na wczesnej Ziemi inaczej niż dziś. Obecnie mniej więcej tyle samo azotu trafia do atmosfery, co jest pochłaniana. Wydaje się więc, że 2,7 mld lat temu równowaga ta nie istniała, a wczesne życie pobierało z atmosfery znacznie więcej azotu, niż go oddawało.

Inne badania pokazały, że ilość gazów cieplarnianych we wczesnej atmosferze była niewystarczająca, by zrekompensować niedobór energii słonecznej. Mimo to wiemy, że Ziemia nie była wówczas lodową pustynią. Zwrócono m.in. uwagę, że w cieńszej atmosferze znacznie mniejsze było zjawisko rozpraszania Rayleigha, tj. rozpraszania światła na cząstkach gazu, które powoduje zmniejszenie ilości energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi. Nie jest to jednak zupełne rozwiązanie zagadki, która wynika z rezultatów badań zespołu Sanjoya M. Soma.

Źródła

+
Share this Story
  • Atmosfera wczesnej Ziemi była połowę cieńsza

    Badania pochodzących sprzed ok. 2,7 mld lat skał wulkanicznych prowadzą do wniosku, że ziemska atmosfera była wówczas przynajmniej połowę cieńsza. Do ...
  • gwiazda z tlenową atmosferą

    Odkryto gwiazdę, której atmosfera składa się z czystego tlenu

    Nowo odkryta gwiazda nie przypomina żadnej znanej do te pory – jej zewnętrzne warstwy skrywają 99,9% najczystszego tlenu. Nasza Ziemia ze ...
Zobacz inne podobne wpisy
Zobacz inne wpisy Kamil Kopij
  • Św. Walenty i Lupercalia. Dzieje pewnego nieporozumienia.

    W pierwszej połowie lutego wystawy sklepów zaczynają być pełne ozdób związanych z walentykami. Mimo że ciągle słychać w Polsce głosy oburzenia, ...
  • Nieporozumienie dotyczące genezy Świąt Bożego Narodzenia

    Bardzo często w okolicy świąt Bożego Narodzenia w mediach można wyczytać o genezie powstania ich daty. Często można odnaleźć informację, że ...
  • Podkarpackie zmagania w dokumentach z KriegsArchiv

    Od dwóch lat trwają prace badawcze i dokumentacyjne projektu Karpackie Epizody Wielkiej Wojny, w ramach którego archeolodzy z Uniwersytetu Jagiellońskiego badają ...
  • Dinozaury też miały robaki

    W brzuchu liczącej sobie 77 milionów lat skamieliny hadrozaura paleontolodzy znaleźli pozostałości drobnych tuneli. Naukowcy interpretują swoje odkrycie jako pierwsze okryte ...
  • Czy człowiek spotkał hobbita?

    Pracujący w jaskini Liang Bua na indonezyjskiej wyspie Flores międzynarodowy zespół archeologów znalazł ślady ognia w warstwach, które powstały między 41 ...
  • Ssaki niemal podzieliły los dinozaurów

    Nowe badania przeprowadzone przez brytyjskich paleontologów wskazują, że asteroida, która spowodowała 66 mln lat temu wyginięcie dinozaurów, zmiotła z powierzchni Ziemi ...
  • Wyjście kręgowców na ląd nie było aż tak milowym krokiem, jak się wydawało?

    Wyjście ryb na ląd było jednym z kroków milowych ewolucji. Marzeniem wielu paleontologów jest znalezienie tego małego odważniaka, który zrobił to ...
  • Archeologia górska: skanowanie skalnych malowideł z Francji

    Archeolodzy z Uniwersytetu w York (Wielka Brytania) rozpoczęli pionierskie skanowanie laserowe najwyżej położonych prehistorycznych malowideł znanych w Europie oraz ich otoczenia. ...
  • Weź udział w wykopaliskach na Górze Zyndrama!

    Ostatnie lata przyniosły serie niezwykłych i fascynujących znalezisk, dokonanych przez dra hab. Marcina Przybyłę i jego zespół na Górze Zyndrama w ...
  • Chiński przepis na piwo sprzed 5000 lat

    Chińscy archeolodzy znaleźli w Mijiaya w pobliżu miasta Xi’an w środkowych Chinach (prowincja Shaanxi) ślady browaru sprzed ok. 5000 lat. Znaleziono ...
  • Państwo faraonów starsze niż sądziliśmy?

    Brytyjscy naukowcy sugerują od kilku lat potrzebę zweryfikowania datowania początków państwa faraonów. Ich najnowsze badania skłoniły ich do stwierdzenia, że rozproszeni ...
  • Atmosfera wczesnej Ziemi była połowę cieńsza

    Badania pochodzących sprzed ok. 2,7 mld lat skał wulkanicznych prowadzą do wniosku, że ziemska atmosfera była wówczas przynajmniej połowę cieńsza. Do ...
Zobacz inne w kategorii Przeszłość

Zobacz

Ludzie, choroby i idee w ruchu: wschodnia część basenu Morza Śródziemnego i nie tylko, cz. 2

W pierwszej części tekstu poznaliśmy kilku Rzymian, którzy ...

Inline
Inline