Iidse kosmosearenduse täpid, mis triivisid Maale 2, 7 miljardit aastat tagasi, annavad teadlastele esimese pilgu meie noore planeedi ülemise atmosfääri keemilisse meiki.
Seotud sisu
- Stargazers aitab leida värskelt langenud meteoriidi Lääne-Austraalias
- Hoidke sel kuul Delta Aquaridi meteooride eest taeva poole
- See startup soovib avada 2020. aasta olümpiamängud inimese loodud meteoordušiga
Uuringute kohaselt sisaldas Maa iidne ülemine atmosfäär umbes sama palju hapnikku kui praegu, umbes 20 protsenti. See on vastuolus teadlaste oletusega: kuna Maa varase madalama atmosfääri madala hapnikusisaldusega olid teadlased arvamusel, et ka ülemises atmosfääris polnud gaasi.
Teadlaste sõnul avavad selle nädala ajakirja Nature numbris detailselt leitavad avastuse atmosfääri evolutsiooni uurimiseks sügaval ajal ja annavad värske ülevaate sellest, kuidas Maa atmosfäär kujunes praegusesse olekusse.
"Muutuv atmosfäär muutis paljude geoloogiliste protsesside keemiat, millest mõned vastutavad hiiglaslike maavarade moodustamise eest, " ütles Austraalia Melbourne'i Monashi ülikooli juhtiv uuringu autor Andrew Tomkins. Nii et see uurimistöö "aitab meil mõelda biosfäärile -hüdrosfääri-geosfääri interaktsioonid ja kuidas need on aja jooksul muutunud, ”selgitab ta.
Uuringus kasutatud vahekaugused ehk mikrometeoriidid saadi iidsetest lubjakiviproovidest Lääne-Austraalia Pilbara piirkonnast. Kosmilised sfäärid sulasid pärast Maa atmosfääri jõudmist umbes 50–60 miili kõrgusel.
"Inimesed on varem kivimitest mikrometeoriite leidnud, kuid keegi polnud mõelnud neid atmosfääri keemia uurimiseks kasutada, " räägib Tomkins.
Kuna pisikesed esemed sulasid ja muistses atmosfääris kõrgel ümber kujunesid, reageerisid nad ümbritseva hapnikuga ja olid ümber kujunenud. Teadlased suutsid neisse iidsetesse mikrometeoriitidesse uurida, milliseid keemilisi muutusi nad atmosfäärireisi ajal läbi tegid.
Pilbara piirkond Lääne-Austraalias, kus teadlased leidsid mikrometeoriite (SimonKr doo / iStock) Tomkins ja tema kolleegid leidsid mikroskoobi abil, et mikrometeoriidid olid kunagi olnud metallilise raua osakesed, mis olid pärast hapnikuga kokkupuutumist muutunud raudoksiidi mineraalideks.
Teadlased väidavad, et sellise keemilise muundamise toimumiseks peavad Arheani eoni ajal (3, 9–2, 5 miljardit aastat tagasi) Maa ülemises atmosfääris hapniku tase olema palju kõrgemad, kui seni arvati.
Imperial College Londoni kosmilise tolmu eksperdi Matthew Genge tehtud uuringud näitavad, et vaatluste selgitamiseks peaks hapniku kontsentratsioon atmosfääri ülemises osas olema umbes 20 protsenti - või lähedane tänapäevasele tasemele.
"Ma arvan, et see on tõesti põnev, et neil on võimalus testida atmosfääri ülemist koostist nende mikrometeoriitide kaudu, " ütleb Jim Kasting, Pennsylvania osariigi ülikooli geoteadlane, kes uuringuga ei tegelenud.
Tomkins ja tema meeskond arvavad, et nende uued tulemused võiksid toetada Kastingi ja teiste väljapakutud ideed, mille kohaselt Maa atmosfäär oli Arheani ajal laotud ning alumine ja ülemine atmosfäär eraldati uduse keskmise kihiga. See kiht oleks koosnenud kasvuhoonegaaside metaanist - toodetud suures koguses metaani tootvate varajaste organismide poolt, mida nimetatakse “metanogeenideks”.
Metaan oleks absorbeerinud ultraviolettvalgust ja eraldanud soojust, et luua soe tsoon, mis blokeeris erinevate atmosfääri kihtide vertikaalset segunemist.
Selle stsenaariumi kohaselt oleks hägune kiht pärssinud vertikaalset segunemist kuni “suure oksüdatsiooni sündmuseni” 2, 4 miljardit aastat tagasi, kui fotosünteesivad sinivetikad tekitasid hapnikku piisavalt suurtes kogustes, et see saaks metaani hajutada.
"Hapnikul ja metaanil ei lähe hästi kokku, nii et see hapniku tõus oleks reageerinud metaani süsteemist lõpuks, " ütleb Tomkins. "Metaani eemaldamine võimaldaks atmosfääri ülemist ja alumist atmosfääri tõhusamalt seguneda."
Tomkins rõhutas siiski, et seda hüpoteesi tuleb veel kontrollida ja ta plaanib koos Kastinguga töötada välja arvutimudelid, et simuleerida vertikaalset segunemist atmosfäärides erinevate kompositsioonidega.
"Oleme võtnud atmosfääri ülaosa proovi ainult ühel ajahetkel, " ütleb Tomkins. "Järgmine samm on mikrometeoriitide eraldamine kivimitest, mis katavad laia geoloogilise ajavahemiku, ja üldiste atmosfääri keemia ulatuslike muutuste uurimine."
Lisateavet selle uurimistöö ja muu kohta leiate Deep Carboni vaatluskeskusest.
