Jordens atmosfære for 2,7 milliarder år siden var muligens mer enn to tredjedeler karbondioksid. Funnet ble gjort under en studie av hvordan den gamle atmosfæren samhandlet med partikler av kosmisk støv som falt fra himmelen.
Den karbondioksydrike atmosfæren kan ha skapt en kraftig drivhuseffekt, antyder forskerne. Dette kan gi et svar på et mangeårig mysterium kjent som "Faint Young Sun Paradox": hvordan havene kunne forbli flytende på jorden når solen var omtrent 30% svakere enn den er nå.
Estimater av karbondioksidinnholdet i atmosfæren for 2,5-4 milliarder år siden varierer sterkt. - Nåværende estimater spenner omtrent tre størrelsesordener: 10 til 1000 ganger mer enn de er nå, sier astrobiolog Owen Lehmer ved University of Washington i Seattle. Derfor prøvde forskere på en eller annen måte å redusere spredningen.
Svaret kom fra 59 mikrometeoritter som ble funnet i 2,7 milliarder år gammel kalkstein i Pilbara-regionen i det nordvestlige Australia. De ble først beskrevet i en studie fra 2016 og er fremdeles de eldste meteorittfossilene som noen gang er funnet.
Små biter av jern og nikkel, ikke bredere enn et menneskehår, feide gjennom atmosfæren på den gamle jorden og falt i havet, til havbunnen. Der sank de sakte ned i kalkstein.
Under deres korte flytur og på grunn av deres delvis smeltede tilstand, inngikk mikrometeoritter en kjemisk reaksjon med jordas atmosfære. Den atmosfæriske gassen, det være seg oksygen eller karbondioksid, oksiderer jern, fanger opp elektronene og omdanner de originale mineralene til nye.
Basert på kjemiske analyser av mer enn et dusin mikrometeoritter, viste en studie fra 2016 overraskende oksygenrike øvre lag i atmosfæren. Det vil si at for 2,7 milliarder år siden var det 20% oksygen, som på moderne jord. Men resultatene fra denne studien tilfredsstilte ikke mange forskere, sier Lehmer: “Det er vanskelig å forestille seg en atmosfære som denne. Enhver atmosfære som vi ser på planeter er godt blandet."
Derfor gjennomførte Lehmer og kollegene en ny studie og koblet oksidasjon av meteoritter til karbondioksid, ikke oksygen. Begge gassene kan være oksidasjonsmidler, selv om fritt oksygen reagerer mye raskere enn oksygen bundet i CO2. For å teste hvor godt karbondioksid kan oksidere raskt bevegelige mikrometeoritter, simulerte teamet et fall i atmosfæren på rundt 15.000 bits kosmisk støv i størrelse fra 2 til 500 mikron. Konsentrasjonen av karbondioksid varierte fra 2% til 85% av det totale volumet.
Salgsfremmende video:
En atmosfære på minst 70% karbondioksid kan oksidere mikrometeoritter. Denne konklusjonen er i samsvar med andre data oppnådd under analysen av eldgamle jordarter.
En lignende sammensetning av atmosfæren, og selv med tilsetning av metan, kan skape en varm verden der verdenshavene ikke kunne fryse, til tross for den kalde, unge solen.
Kirill Panov
