Атмосферата на Земята преди 2,7 милиарда години вероятно е била повече от две трети въглероден диоксид. Откритието е направено по време на проучване как древната атмосфера взаимодейства с частици космически прах, падащи от небето.
Атмосферата, богата на въглероден диоксид, може да е създала мощен парников ефект, предполагат изследователите. Това би могло да даде отговор на дългогодишна мистерия, известна като „Слабият млад слънчев парадокс“: как океаните можеха да останат течни на Земята, когато слънцето беше с около 30% по-тъмно, отколкото е сега.
Прогнозите за съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата преди 2,5-4 милиарда години варират значително. „Сегашните оценки обхващат приблизително три порядъка: 10 до 1000 пъти повече, отколкото са сега“, казва астробиологът Оуен Лемер от Университета на Вашингтон в Сиатъл. Затова учените се опитаха по някакъв начин да намалят разпространението.
Отговорът дойде от 59 микрометеорити, открити в 2,7 милиарда години варовик в района на Пилбара в северозападна Австралия. Те бяха описани за първи път в проучване от 2016 г. и все още са най-старите метеоритни вкаменелости, откривани някога.
Малки парчета камък от желязо и никел, не по-широки от човешки косъм, проникнаха в атмосферата на древната Земя и паднаха в океана, към морското дъно. Там бавно потънаха във варовик.
По време на краткия си полет и поради частично разтопеното си състояние, микрометеоритите влязоха в химическа реакция с земната атмосфера. Атмосферният газ, било то кислород или въглероден диоксид, окислява желязото, улавяйки неговите електрони и превръщайки оригиналните минерали в нови.
Въз основа на химични анализи на повече от дузина микрометеорити, проучване от 2016 г. показа изненадващо богати на кислород горни слоеве на атмосферата. Тоест преди 2,7 милиарда години е имало 20% кислород, както на съвременната Земя. Но резултатите от това проучване не удовлетворяват много учени, казва Лемер: „Трудно е да си представим такава атмосфера. Всяка атмосфера, която виждаме на планетите, е добре смесена."
Затова Лемер и неговите колеги проведоха ново проучване и свързват окисляването на метеоритите с въглероден диоксид, а не с кислород. И двата газа могат да бъдат окислители, въпреки че свободният кислород реагира много по-бързо от кислорода, свързан в CO2. За да провери колко добре въглеродният диоксид може да окисли бързо движещите се микрометеорити, екипът симулира падане в атмосферата на около 15 000 бита космически прах с размер от 2 до 500 микрона. Концентрацията на въглероден диоксид варира от 2% до 85% от общия обем.
Промоционално видео:
Атмосфера от поне 70% въглероден диоксид може да окисли микрометеоритите. Това заключение е в съответствие с други данни, получени по време на анализа на древните почви.
Подобен състав на атмосферата и дори с добавянето на метан би могъл да създаде топъл свят, в който океаните не биха могли да замръзнат, въпреки студеното младо слънце.
Кирил Панов
