Tekanan atmosfera di Bumi purba adalah dua kali lebih rendah daripada yang moden • Elena Naimark • Berita sains mengenai "Unsur" • Geokimia

Tekanan atmosfera di Bumi purba adalah dua kali lebih rendah daripada yang moden

Aliran lava menangkap gelembung udara dan, mengeras, mengekalkan swatches atmosfera untuk penyelidik; dan perniagaan mereka adalah untuk menguraikan mesej meteorologi ini. Foto dari deviantart.com

Jejak gelembung gas yang terperangkap dari alam sekitar oleh lava cair dipelihara di batu basalt vulkanik Archean sebesar 2.74 bilion tahun. Pasukan geofizik antarabangsa, yang memberi tumpuan kepada saiz trek ini, mengira tekanan atmosfera pada planet purba. Ia ternyata dua kali lebih rendah daripada yang moden. Menurut para saintis, tekanan rendah seperti itu dikaitkan dengan sedikit nitrogen dalam suasana Archean. Ketumpatan atmosfera yang rendah bermaksud bahawa ciri-ciri proses fizikokimia penting mesti diselaraskan. Di samping itu, sebelum ini dipercayai bahawa pemanasan planet ini disebabkan oleh penyerapan radiasi inframerah yang dipertingkatkan oleh suasana yang padat. Daya data baru untuk menimbang semula hipotesis ini. Penggantian yang paling mungkin adalah kepekatan tinggi gas rumah hijau, mungkin metana.

Sukar untuk membayangkan topik yang lebih menarik, tetapi kurang dapat dijangkau untuk belajar daripada permulaan kehidupan fana.Masalah utama di sini bukanlah kekurangan idea, tetapi jarang bukti bahan yang boleh dipercayai dari zaman dahulu kala. Kita bercakap tentang Archaea, iaitu zaman sekitar 3.8-2.7 bilion tahun yang lalu. Sejak itu, sedikit yang terselamat daripada sejarah bergelora transformasi planet. Semakin bernilai adalah orang-orang yang keras mengenai maklumat faktual, dengan asasnya anda dapat membina sebuah bangunan hipotesis yang boleh diuji. Blok baru maklumat tersebut digunakan oleh saintis dari University of Washington bersama-sama dengan rakan-rakan dari University of Western Australia dan Muzium Alam dan Sains di Denver (Amerika Syarikat) untuk membina semula suasana yang paling kuno di Bumi. Kesimpulan mereka membuat kami serius menimbang semula, atau sekurang-kurangnya memikirkan potret hipotesis bumi kuno yang diterima hari ini.

Pasukan ini telah mempelajari deposit Archean di rantau Pilbara di Australia selama beberapa tahun. Dalam kes ini, mereka bekerja dengan batu Formasi Bongal. Umur deposit ini dianggarkan sebagai Archean Lewat, iaitu, 2.75 bilion tahun. Ini adalah usia yang cukup menarik: suasana planet ini pada masa ini tidak terlalu jauh dari keadaannya pada permulaan kehidupan fana. Setidaknya, sebelum permulaan revolusi oksigen masih ada 300 juta tahun.

Di Formasi Bungal terdapat lapisan gunung berapi, di tempat-tempat, seperti yang ditunjukkan oleh keunikan strukturnya, yang terbentuk di pinggir laut pantai. Bagi ahli geologi, ini bermakna lidah lava membeku di permukaan bumi, dan tidak di bawah tanah atau di bawah tiang air di dasar lautan, dan pada ketinggian sifir di atas paras laut, dan bukan di kawah volkanik sepanjang kilometer. Ia adalah tepat seperti kawasan lanskap purba yang ahli-ahli sains telah memilih untuk menyelesaikan masalah mengukur tekanan atmosfera. Dengan parameter lain yang tidak diketahui – diragui semula lapisan lapisan batu-batu bumi, atau kedalaman lautan, atau ketinggian di atas paras laut – masalah itu akan diselesaikan paling baik dengan toleransi yang besar, tetapi tidak dapat diselesaikan sama sekali. Tetapi untuk paleolandscapes yang dipilih, faktor-faktor ini boleh diabaikan.

Dasar material untuk rekonstruksi adalah jejak gelembung gas yang terperangkap oleh aliran lava dari atmosfer semasa pembekuan. Sememangnya, selama berbilion tahun, tidak ada apa-apa yang kekal dari atmosfer itu sendiri dalam gelembung ini. Mereka digantikan oleh unsur-unsur batu induk dan mineral sekunder, menjadi bintik-bintik warna, komposisi dan tekstur yang berbeza.Tetapi pada masa yang sama bentuk bulat mereka tetap tidak berubah. Jika batu itu sendiri cacat, atau untuk satu sebab atau yang lain, tekanan tambahan yang berpengalaman, gelembung akan merata, dan mikrocrack akan muncul. Dan kerana tidak ada satu atau yang lain, ini bermakna saiz tempat gelembung tidak berubah sepanjang sejarah panjang transformasi batu. Oleh itu, berdasarkan saiz tempat, mungkin untuk mengira tekanan di mana ia terbentuk. Saiz gelembung di permukaan lava dikendalikan hanya oleh tekanan atmosfera, dan dengan kedalaman aliran lava semakin meningkat, tekanan bahan lava itu sendiri ditambah kepada tekanan atmosfera. Bubbles lebih besar di permukaan, lebih rendah di bahagian bawah. Mengetahui perbezaan dalam saiz gelembung pada kedalaman yang berbeza dan parameter bahan gunung berapi yang menentukan tekanan dalam ketebalan aliran, adalah mungkin untuk menganggarkan tekanan atmosfera. Kaedah ini telah berjaya diuji untuk mengukur tekanan atmosfera di ketinggian yang berbeza di atas paras laut untuk simpanan gunung berapi Turki dan China yang lebih muda.

Jejak gelembung gas dalam formasi basaltis Formasi Bungal. Anak panah menunjukkan di laluan dengan bulatan sepusat,mengesahkan pengisian gelembung dan kemudiannya. Bentuk jejak adalah bulat dan tidak ada retakan di sekitar gelembung. Panjang skala 1 cm Gambar dari artikel dibincangkan di Alam

Oleh itu, di sini adalah saiz buih di lapisan-lapisan basalt gunung berapi yang berbeza, di sini adalah kapasiti lapisan gunung berapi dengan gelembung, di sini adalah kepadatan basalt cair. Dari data ini, tekanan atmosfera kuno mudah dikira: 0.23 ± 0.23 atm. Ia tidak mudah untuk menilai kebolehpercayaan nilai rendah sedemikian. Tetapi para saintis merujuk pada kesimpulan mereka sebelumnya (SM Som et al., 2012. Ketumpatan udara 2.7 bilion tahun yang lalu, terhad kepada kurang daripada 2 kali tahap impak hujan fosil). strata archean yang sama. Dengan suasana romantis yang terkenal, seseorang dapat membayangkan bagaimana hujan turun tanpa hujan jatuh pada abu hitam, menutupnya dengan lubang-lubang lubang basah, udara berbau seperti amonia, senyap metana dipecahkan oleh kejatuhan drop drops. Intaglio purba ini, dimeteraikan oleh lapisan debu halus, selama-lamanya dipelihara di batu melewati ingatan hujan itu.

Tetapi pengiraan fizikal kering meninggalkan keheranan sebelum keajaiban semula jadi, dengan mengambil kira hanya kedalaman lubang dari hujan lebat tersebut.Mereka boleh diukur, dan dari ukuran ini untuk menganggarkan kelajuan jatuh jatuh, dan mengetahui kelajuan ini, pergi ke ketumpatan atmosfera. Titisan hujan memberikan tekanan kepada perintah 0.52-1.1 atm, dengan para saintis yang lebih besar melihat anggaran yang lebih rendah daripada 0.52 atm, bukannya anggaran tertinggi 1.1 atm. Mengambil kira data sebelumnya dan baru, nilai 0.5 atm telah diterima pakai untuk suasana Archean Lewat. Tekanan atmosfera rendah kerana kandungan nitrogen di dalamnya lebih rendah. Dalam ketiadaan pelepasan oksigen terhadap batu-batu yang terbakar, kuantitinya harus setidaknya separuh seperti di dalam suasana moden. Mungkin, nitrogen hadir di atmosfera sebagai sebatian ammonia dan sianida.

Apa yang memberikan tekanan atmosfera yang rendah untuk membina semula keadaan-keadaan lain yang ditengah, di Bumi yang paling kuno? Adalah diketahui bahawa pada masa itu terdapat air yang mengalir, tidak beku di planet ini, tidak ada glasiasi. Dengan pendaratan Matahari yang rendah – dan kemudiannya kira-kira 20% lebih banyak daripada yang moden – beberapa keadaan sepatutnya telah memberikan pengekalan haba. Diyakini bahawa pemanas seperti itu boleh berfungsi sebagai suasana padat yang menyerap radiasi inframerah, dan kandungan karbon dioksida yang tinggi, yang memberikan kesan rumah hijau.Tetapi jika suasana dari senarai ini dipadamkan, maka hanya karbon dioksida yang tinggal. Dan bahagiannya di atmosfera, menurut data yang ada, tidak begitu tinggi untuk mengekalkan pemanasan yang betul di planet ini. Ini bermakna bahawa peranan utama dalam proses ini adalah milik gas rumah hijau lain, contohnya metana.

Di samping itu, tekanan atmosfera yang rendah menunjukkan bahawa air mendidih pada suhu yang jauh lebih rendah – 58 ° C Ini bermakna kelajuan dan arah proses kimia berbeza dari yang moden. Kadar tindak balas fotokimia pecahan isotope belerang juga berbeza (lihat pecahan bebas Massa), yang berlaku di bawah tindakan radiasi ultraviolet. Kemungkinan besar, pengiraan baru fraksinasi bebas massa dengan parameter atmosfera diperbetulkan diperlukan. Lagipun, banyak alasan tentang keadaan iklim dan kehidupan di planet purba adalah berdasarkan kepada mereka.

Sumber:
1) Sanjoy M. Som, Roger Buick, James W. Hagadorn, Tim S. Blake, John M. Perreault, Jelte P. Harnmeijer dan David C. Catling. Tekanan udara bumi 2.7 bilion tahun lalu terkawal hingga kurang daripada separuh daripada tahap moden // Geosains alam. Diterbitkan dalam talian 09 Mei 2016. DOI: 10.1038 / ngeo2713.
2) Sanjoy M. Som, David C. Catling, Jelte P. Harnmeijer, Peter M. Polivka, Roger Buick. Ketumpatan udara 2.7 bilion tahun lalu mencetak hujan hujan // Alam. 2012. V. 484. P. 359-362. DOI: 10.1038 / nature10890.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: