Zemes atmosfērā pirms 2,7 miljardiem gadu, iespējams, bija vairāk nekā divas trešdaļas oglekļa dioksīda. Atklājums tika veikts pētījuma laikā, kā senā atmosfēra mijiedarbojās ar kosmisko putekļu daļiņām, kas krita no debesīm.
Iespējams, ka oglekļa dioksīdiem bagātā atmosfēra ir radījusi spēcīgu siltumnīcas efektu, norāda pētnieki. Tas varētu sniegt atbildi uz ilgstošu noslēpumu, kas pazīstams kā “Vāja jaunieša saules paradokss”: kā okeāni varēja palikt šķidrumā uz Zemes, kad saule bija par aptuveni 30% blāvāka nekā tagad.
Aplēses par oglekļa dioksīda saturu atmosfērā pirms 2,5–4 miljardiem gadu ir ļoti atšķirīgas. "Pašreizējie aprēķini aptver aptuveni trīs lieluma pakāpes: no 10 līdz 1000 reizēm vairāk nekā tagad," saka astrobiologs Ovens Lehmers no Vašingtonas Universitātes Sietlā. Tāpēc zinātnieki mēģināja kaut kā samazināt izplatību.
Atbilde nāca no 59 mikrometeorītiem, kas tika atrasti 2,7 miljardus gadu vecā kaļķakmenī Pilbaras reģionā Austrālijas ziemeļrietumos. Tie pirmo reizi tika aprakstīti 2016. gada pētījumā un joprojām ir vecākās meteorīta fosilijas, kādas jebkad atrastas.
Sīki dzelzs un niķeļa akmens gabali, kas nebija platāki par cilvēka matiem, pārpeldēja senās zemes atmosfēru un iekrita okeānā, līdz jūras gultnei. Tur viņi lēnām nogrima kaļķakmenī.
Īsa lidojuma laikā un daļēji izkusušā stāvokļa dēļ mikrometeorīti nonāca ķīmiskajā reakcijā ar Zemes atmosfēru. Atmosfēras gāze, neatkarīgi no tā, vai tā ir skābekļa vai oglekļa dioksīds, oksidē dzelzi, sagūstot tā elektronus un oriģinālos minerālus pārveidojot par jauniem.
Balstoties uz vairāk nekā duci mikrometeorītu ķīmiskajām analīzēm, 2016. gada pētījumā tika atklāti pārsteidzoši ar skābekli bagāti atmosfēras augšējie slāņi. Tas ir, pirms 2,7 miljardiem gadu bija 20% skābekļa, tāpat kā uz mūsdienu Zemes. Bet šī pētījuma rezultāti neapmierināja daudzus zinātniekus, saka Lehmers: “Ir grūti iedomāties tādu atmosfēru kā šī. Jebkura atmosfēra, ko mēs redzam uz planētām, ir labi sajaukta."
Tāpēc Lehmers un viņa kolēģi veica jaunu pētījumu un saistīja meteorītu oksidāciju ar oglekļa dioksīdu, nevis ar skābekli. Abas gāzes var būt oksidētāji, kaut arī brīvais skābeklis reaģē daudz ātrāk nekā ar CO2 saistītais skābeklis. Lai pārbaudītu, cik labi oglekļa dioksīds var oksidēt ātri kustīgus mikrometeorītus, komanda simulēja atmosfēras krišanos aptuveni 15 000 bitu kosmisko putekļu apjomā no 2 līdz 500 mikroniem. Oglekļa dioksīda koncentrācija svārstījās no 2% līdz 85% no kopējā tilpuma.
Reklāmas video:
Vismaz 70% oglekļa dioksīda atmosfēra varētu oksidēt mikrometeorītus. Šis secinājums saskan ar citiem datiem, kas iegūti seno augsņu analīzes laikā.
Šāds atmosfēras sastāvs un pat ar metāna pievienošanu varētu radīt siltu pasauli, kurā okeāni nespēja sasalst, neskatoties uz auksto jauno sauli.
Kirils Panovs