Група міжнародних дослідників представила нове розуміння атмосфери Землі 4,5 мільярда років тому. Їх робота може змінити уявлення вчених про походження життя на Землі.
Земля виглядала зовсім інакше 4,5 млрд років тому. Замість лісів, гір і океанів, поверхня нашої планети була повністю покрита магмою – розплавленим скелястим матеріалом, який з’являється при виверженні вулканів. Однак питання, якою була атмосфера в той час, залишається відкритим. Нові міжнародні дослідження, очолювані Паоло Сосса, старшим науковим співробітником ETH Zurich (Федеральний інститут технології в Цюріху), спрямовані на розкриття загадки первозданної атмосфери Землі. Результати опубліковані в журналі Science Advances.
Як проходив експеримент?
Щоб дізнатися про склад атмосфери древньої Землі, вчені створили магму в лабораторії. Для цього процесу потрібні були температури близько 2000 ° C.
Вчених цікавило питання, як окислюється залізо в магмі. Коли залізо зустрічається з киснем, воно окислюється і ржавіє. Газова суміш, яку вчені продували над магмою, містила багато кисню. В результаті залізо всередині магми ставало більш окисленим.
Такий рівень окислення заліза в остиглій магмі дав вченим матеріал для порівняння з природними породами, які складають сьогоднішню мантію Землі – перидотитами. Окислення заліза в цих породах досі перебуває під впливом давньої атмосфери, відображеної в них. Порівняння природних перидотитів і перидотитів з лабораторії дало вченим ключ до розуміння того, яка з цих газових сумішей найближча до атмосфери древньої Землі.
“Ми виявили, що після охолодження зі стану магми, у молодої Землі була злегка окислена атмосфера з вуглекислим газом в якості основного компонента, а також азотом і невеликою кількістю води, – пояснює автор дослідження. – Поверхневий тиск також виявився набагато вищим, майже в сто разів більшим, ніж сьогодні. Сама атмосфера була набагато вищою завдяки гарячій поверхні планети. Ці характеристики зробили її більше схожою на атмосферу Венери, ніж Земля сьогодні.”
В результаті експерименту вчені зробили два висновки:
По-перше, Земля і Венера починали формуватися з дуже схожою атмосферою, але згодом одна з них втратила воду через близькість до Сонця і вищих температур. Земля, однак, зберігала воду, перш за все у формі океанів. Вони поглинали більшу частину CO? з повітря, тим самим знижуючи його рівень в атмосфері.
По-друге, популярна теорія виникнення життя на Землі зараз здається набагато менш вірогідною. «Експеримент Міллера-Юрі», в якому удари блискавки взаємодіють з певними газами (зокрема, з аміаком і метаном) з утворенням амінокислот – будівельних блоків життя, – було б важко реалізувати. Необхідних газів в атмосфері молодої Землі просто не вистачало.
Натхнення: hightech.fm