اتمسفر زمین، میلیاردها سال پیش، چگونه بوده است؟
اتمسفر زمین، میلیاردها سال پیش، چگونه بوده است؟
مجله علمی ایلیاد - بر اساس مطالعهی جدیدی که در آن اتمسفر زمین در دوران باستان شبیهسازی شده، ثابت شده است که دوسوم اتمسفر زمین، در ۲.۷ میلیارد سال پیش از دیاکسیدکربن تشکیل شده بود. در این شبیهسازی، فعل و انفعال بین اتمسفر زمین با گرد و خاکهای کیهانی مورد بررسی قرار گرفته است.
دانشمندان در مقالهای که در مجلهی Science Advances منتشر کردهاند، نشان دادهاند که اتمسفر غنی از دیاکسیدکربن، دارای اثر گلخانهای شدیدی است. این موضوع میتواند در پاسخ دادن به موضوعی که دههها از طرح آن میگذرد نیز کمک کند: «تناقض خورشید جوان کمنور».
پرسش این است که چگونه اقیانوسها در زمانی که خورشید ۳۰ درصد سردتر از امروز بوده، توانستهاند روی زمین به صورت آب مایع وجود داشته باشند. تخمینها برای میزان دیاکسیدکربن موجود در اتمسفر در دورهی ۴ میلیارد سال تا ۲.۵ میلیارد سال پیش، متفاوت است. «اوون لهمر» از دانشگاه واشینگتن، میگوید: «عموماً تخمینها بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ برابر مقادیر کنونی است.» بنابراین دانشمندان به دنبال این هستند که بتوانند مقدار دقیق این عدد را پیدا کنند.
۵۹ میکرو شهابسنگ مربوط به ۲.۷ میلیارد سال پیش در رسوبات آهکی در استرالیا کشف شده است. این شهابسنگها برای اولین بار طی مقالهای در مجلهی Nature در سال ۲۰۱۶ شرح داده شدند و اکنون قدیمیترین نمونهی شهابسنگ محسوب میشوند و به کمک آنها میتوان نگاهی به اتمسفر آن دوران زمین انداخت.
شهابسنگها از آهن و نیکل ساخته شدهاند و پس از برخورد با اتسمفر زمین، ابتدا ذوب شدهاند و سپس یخ زدهاند و در اقیانوسها سقوط کردهاند و در کف اقیانوس در رسوبات آهکی جا خوش کردهاند. مطالعهی سال ۲۰۱۶ نشان داده است که درجهی اکسید شدن آهن در ۲.۷ میلیارد سال پیش، نشان میدهد که در آن دوران اتمسفرهای بالایی جو به نسبت امروزه از اکسیژن غنیتر بوده است. البته دانشمندان بر اساس شواهد دیگری اطمینان دارند که در آن دوران در سطح زمین، میزان اکسیژن بسیار کم بوده است. بنابراین احتمال دادهاند که در ارتفاعات مختلف، غلظت اکسیژن بسیار متفاوت بوده است. با وجود این تناقض، لهمر و همکارانش به فکر برطرف کردن چالش پیش روی خود افتادند.
این تئوری توسط محققین بررسی شد که شاید به جای اکسیژن، دیاکسیدکربن باعث اکسید شدن آهن شده باشد. آنها برای بررسی تئوری خود، حرکت ۱۵،۰۰۰ ذرهی غبار کیهانی را در زمان ورود به اتمسفر زمین شبیهسازی کردند. این شبیهسازی نشان داد که اگر ۷۰ درصد اتمسفر زمین از دیاکسیدکربن تشکیل شده باشد، میتواند باعث اکسید شدن شهابسنگها شده باشد.
این مقدار دیاکسیدکربن در کنار مقادیر معمولی متان میتوانند حالت گلخانهای شدیدی ایجاد کنند و در نتیجه باعث گرمایش زمین شوند. این نظریه میتواند تناقض خورشید جوان کمنور را نیز پاسخ دهد.