Siltumnīcefekta gāze izglāba jaunzemi no sniega pikas stāvokļa

Vulkāniskās gāzes kombinācija kompensēja saules siltuma trūkumu

Glābts tieši pirms "sniegapika" likteņa? © SXC
lasīt skaļi

Spēcīga siltumnīcefekta gāze jau senās dienās varēja izglābt mūsu planētu no pārveidošanas par “sniega pikas zemi”. Pētnieki to ir noskaidrojuši ar izotopu parakstiem senajos klinšu un datoru modeļos. Saule tajā laikā vēl bija tik vāja, ka tā nevarēja noturēt agrā okeāna šķidru. Karbonilsulfīda siltumnīcefekts tomēr spēja kompensēt siltuma trūkumu, kā ziņots žurnālā "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS).

Mūsu Saules sistēmas sākumā saule spīdēja daudz vājāk nekā šodien. Tik vājš, ka viņu spēks faktiski nebija pietiekams, lai okeāni paliktu šķidrumā uz vēl arvien jaunās zemes. Neskatoties uz to, tajā laikā bija šķidrs ūdens - cita starpā, dzīvība varēja rasties pat uz mūsu planētas. Kāpēc jūras nesasaldēja? Gadiem ilgi zinātnieki diskutē par to, kur varētu būt radies papildu karstums.

Glābšana no "sniegapika zemes"

Tagad Tokijas universitātes un Kopenhāgenas universitātes pētnieku komanda ir meklējusi un atradusi izskaidrojumu šai mīklai - konservētai senajā klintī. Viņu sākotnējā hipotēze: ja tas nebija saistīts tikai ar saules spēku, iespējams, jaunajā zemē darbojās īpaši atmosfēras procesi. "Jaunā saule bija par aptuveni 30 procentiem vājāka nekā šodien, " skaidro Metjū S. Džonsons, Kopenhāgenas universitātes ķīmijas profesors. "Vienīgais veids, kā neļaut Zemei pārvērsties par milzīgu sniega pikas, bija laba siltumnīcefekta gāzu deva."

Dīvains izotopu signāls

Lai noskaidrotu, kas varētu būt sasildījis zemi, Džonsons un viņa kolēģi izpētīja sēra izotopu attiecību klintīs, kas datētas ar agrākajiem Zemes laikiem. Un tas, ko viņi tur redzēja, bija ārkārtīgi dīvaini: izotopu maisījums veidojumos bija tik neparasts, ka to nevarēja ražot tikai zināmie ģeoloģiskie procesi.

Siltumnīcas efekts kā siltuma bilance?

"Zemes cietajā apvalkā nav procesu, kas varētu izskaidrot šo izplatību, " saka Džonsons. "Kaut kas noteikti ir noticis atmosfērā." Bet kas? Lai to uzzinātu, pētnieki salīdzināja izotopu spektrālo parakstu ar dažādu atmosfēras gāzu spektrālo parakstu. Un tiešām, viņi saskārās ar pieguļošu modeli. Karbonilsulfīds (COS), skābekļa, oglekļa un sēra savienojums. displejs

"Karbonilsulfīds ir ideāla siltumnīcefekta gāze - daudz labāk nekā oglekļa dioksīds, " skaidro Džonsons. Abas gāzes izlaiž saules starus no ārpuses, bet saglabā siltuma starojumu no zemes atpakaļ kosmosā un tādējādi palēnina atmosfēras dzesēšanu. "Mēs novērtējam, ka karbonilsulfīda slānis varētu būt piegādājis apmēram par 30 procentiem vairāk enerģijas uz planētas virsmas. Tas būtu pietiekami, lai kompensētu siltuma trūkumu no saules

Vulkāniskā gāze kā atmoph rische W rmedecke

Gāze joprojām atrodas vulkāniskās gāzēs un dabasgāzē, un zemes pirmajās dienās tā varēja iekļūt atmosfērā ar aktīvu vulkānismu. AbCarbonyl sulfide vairogs ir diezgan acīmredzams kandidāts, tiklīdz jūs to iegūsit. Bet, kamēr mēs neskatījāmies, visi to aizmirsa, "sacīja pētnieks. Viņš salīdzina aizvēsturisko siltumnīcas atmosfēru ar mūsdienu ozona slāni. Bet atšķirībā no ozona, karbonilsulfīds neaizsargāja pret UV starojumu, bet gan turēja siltumu kā atmosfērā izolējošu segu.

Pirmajā ledus laikmetā vainīga bija dzīvība

"Vienīgā problēma ir tā, ka tā nepaliek silta, " skaidro Džonsons. Kad parādījās pirmās dzīvības formas, tās atmosfērā izdalīja arvien vairāk skābekļa. Oksidējošās iedarbības rezultātā vulkānu izdalītais sērs vairs netika pārveidots par karbonilsulfīdu, bet par dažādiem sulfāta aerosoliem, kas drīzāk darbojās kā atmosfēras dzesēšanas šķidrums.

Izmantojot datormodeli un laboratorijas eksperimentus, Džonsons un viņa kolēģi rekonstruēja sākotnējās atmosfēras evolūciju un atrada pārsteidzošu sakritību: karbonilsulfīda sadalīšanās par labu sulfāta savienojumiem notika paralēli fāzei, kurā Zeme piedzīvoja plaisu ledus laikmetu. sauc par sniega bumbiņas fāzi pirms aptuveni 2, 5 miljardiem gadu.

"Mūsu pētījums norāda, ka atmosfēras gāzu sadalījums un sastāvs ir nogrūdis planētu no dzīvību uzturoša karstuma stāvokļa miljonu gadu ledus laikmetā, " saka Džonsons. "Es nevaru iedomāties labāku iemeslu šodien būt īpaši piesardzīgam attiecībā uz siltumnīcefekta gāzu daudzumu, ko mēs izmetam atmosfērā."

(Kopenhāgenas Universitāte, 20.08.2009. - NPO)