Загадки про «нагрівання» молодої землі

Парниковий газ Метан був занадто крихким у ранній атмосфері

Оскільки молоде сонце світило слабше, ніж сьогодні, молода земля фактично мала бути крижаною планетою. Що їх захищало, незрозуміло. © ESO
читати вголос

Теорія підказана: Мощенний парниковий метан раніше вважався основним нагріванням ранньої Землі. Але приблизно до 800 мільйонів років тому в атмосфері Землі було, мабуть, набагато менше метану, ніж вважалося раніше. Цієї суми було недостатньо, щоб компенсувати тоді слабку сонячну радіацію. Однак чому наша планета не стала грудочки льоду, залишається загадкою.

Без природного парникового ефекту Земля була б ворожою планетою. Особливо на початку земної історії цей атмосферний нагрів забезпечив клімат залишається м'яким, незважаючи на слабкіше на 25 відсотків сонячне випромінювання та океани рідкі. Основним рушієм, відповідальним за це, був потужний метан парникових газів. У перші 3, 5 мільярди років, особливо метан, повинен був забезпечити парниковий ефект.

Згідно з популярною теорією, це змінилося лише тоді, коли перші одноклітинні водорості поширилися в морі та збагатили атмосферу киснем. Тому що кисень реагує з метаном і погіршує його протягом кількох років.

Вивітрювання змило сульфати в море

Однак тепер Стефані Олсон з Каліфорнійського університету в Ріверсайді та її колеги виявили іншого, ще більш потужного, противника метану: сульфату. Ця сполука, що виділяється з розчинених солей сірки, могла бути ефективною як вбивця газу метану 1, 8 мільярда років тому, виявили вони.

Як повідомляють дослідники, основним джерелом метаноруйнівного сульфату є океани. Сірчисті сполуки були викинуті в море після вивітрювання гірських порід приблизно два мільярди років тому. Такі мінерали, як пірит, вивільняють сульфати при розчиненні та збагачують воду водою. дисплей

Стефані Олсон перед моделлю рівнів сульфату мільярд років тому (вгорі) і в результаті деградації метану. © UC Riverside

Подвійний метан-вбивця

Проблема в цьому полягає в тому, що сульфати є ефективними вбивцями метану двома способами: по-перше, вони реагують з метаном і таким чином розкладають його безпосередньо. Вже одного відсотка сучасного рівня сульфату було б достатньо, щоб значно зменшити викид газу метану з уранового вівса: "Як тільки сульфат присутній, ви навряд чи отримаєте більше моря з моря", - пояснює Олсон.

З іншого боку, сульфат гальмує утворення метану морськими бактеріями. Оскільки вони можуть отримати більше енергії від переробки сульфату, ніж від утворення метану,

вони віддають перевагу більш простий метаболічний шлях. Як результат, постачання метану з біологічного виробництва могло б бути нижчим, ніж раніше вважалося.

Вміст метану в сто разів нижчий

І щось інше могло б ускладнити первинний метан: доки в атмосфері мало кисню, захисний озоновий шар у стратосфері ледве утворювався. Озон захищає від сонячного ультрафіолетового випромінювання, він також захищає метан від фотохімічного руйнування. Якщо озоновий шар відсутній, цей захист буде усунуто.

Загалом, результати досліджень свідчать про те, що в атмосфері Землі раніше було набагато менше метану, ніж вважалося раніше. За їхніми підрахунками, максимальний вміст метану на той час становив від однієї до десяти частин на мільйон (ppm) приблизно такий же високий, як сьогодні. Однак попередні моделі припускали щонайменше 300 проміле метану в атмосфері Pr kambrium.

"Парадокс слабкого молодого сонця відродився"

"Якби чужа цивілізація спостерігала за нашою планетою мільярд років тому, вона майже напевно не виявила б метану", - каже колега Олсона Тімоті Лайонс. "І хоча він, ймовірно, був вироблений і випущений організмами протягом більшої частини історії Землі". Але значна частина цього метану ніколи не могла б вийти з Світового океану, а решта була б видобута швидко,

Якщо ці результати підтвердяться, то це також кидає звичайне пояснення раннього нагрівання землі над ворсом. Тоді вченим доводиться переосмислювати, як це може бути приємно м'яким на нашій планеті, незважаючи на слабкіше сонячне випромінювання. "Старий парадокс теплої планети, незважаючи на сонячне сонце, відроджується", - констатують дослідники. (Праці Національної академії наук, 2016; doi: 10.1073 / pnas.1608549113)

(Університет Каліфорнії Ріверсайд, 10.10.2016 - NPO)