Палеоатмосфера - Paleoatmosphere

А палеоатмосфера (или же палеоатмосфера) является атмосфера, особенно земной шар, в какое-то неопределенное время в геологическом прошлом.

Сегодня о составе палеоатмосферы Земли можно судить по изучению обилия материалы по доверенности Такие как оксиды железа, уголь и устьичный плотность ископаемых листьев в геологических отложениях. Хотя в сегодняшней атмосфере преобладает азот (около 78%), кислород (около 21%), и аргон (около 1%), предполагается, что предбиологическая атмосфера была очень восстановительная атмосфера, практически не имея свободного кислорода, практически не имея аргона, который генерируется радиоактивный распад из 40K, и чтобы преобладал азот, углекислый газ и метан.

Заметных концентраций свободного кислорода, вероятно, не было примерно 2500 миллионов лет назад (Ма ). После Большое событие оксигенации, количество кислорода, полученного как побочный продукт фотосинтез к цианобактерии или сине-зеленые водоросли стали превышать количество химически восстанавливающие материалы, особенно растворенное железо. К началу Кембрийский К периоду 541 млн лет назад концентрация свободного кислорода увеличилась в достаточной степени, чтобы позволить эволюцию многоклеточных организмов. После последующего появления, быстрой эволюции и радиации наземных растений, которые покрывали большую часть поверхности суши Земли, начиная примерно с 450 млн лет назад, концентрации кислорода достигли, а позже превысили текущие значения в начале Каменноугольный, когда атмосферный углекислый газ опустился ниже текущих концентраций.[1][2][3] Возможно, это способствовало Обрушение тропических лесов каменноугольного периода вовремя Московский и Касимовский возраст Пенсильванский подпериод.

Косвенные измерения

Геологические исследования древних горных образований могут дать информацию о палеоатмосферном составе, давлении, плотности и т. Д. В определенные моменты истории Земли.

Плотность и давление

В исследовании 2012 года изучались следы падения капель дождя на свежеотложенные вулканический пепел, заложенный в Архейский 2700 млн лет в Ventersdorp Супергруппа, ЮАР. Они связали предельная скорость капель дождя прямо на плотность воздуха палеоатмосферы и показал, что она была вдвое выше плотности современной атмосферы и, вероятно, имела такую ​​же, если не меньшую, плотность.[4]

В аналогичном исследовании 2016 года изучалось распределение размеров пузырьков газа в потоках базальтовой лавы, которые затвердевали на уровне моря также во время архея (~ 2700 млн лет назад). Они обнаружили, что атмосферное давление составляет всего 0,23 ± 0,23. бар (23 кПа).[5]

Оба результата противоречат теориям, которые предполагают, что архей сохранял тепло во время Период слабого молодого солнца чрезвычайно высоким уровнем углекислого газа или азота.

Содержание кислорода

Проведенное в 2016 году исследование масс-спектрометрии на пузырьках воздуха внутри каменной соли, отложившихся 813 млн лет назад. Они обнаружили содержание кислорода 10,9%, что намного выше, чем ожидалось по косвенным измерениям. Это подсказало Большое событие оксигенации могло произойти намного раньше, чем предполагалось ранее.[6]

Рекомендации

  1. ^ Р. А. Бернер (1998) Углеродный цикл и CO
    2     Фанерозойское время: роль наземных растений. Философские труды Королевского общества 353, 75–82
  2. ^ Р. А. Бернер (1997) Рост растений: их влияние на выветривание и атмосферный CO
    2    . Наука, 276, 544–546.
  3. ^ DJ Beerling и Р.А. Бернер (2005) Обратные связи и коэволюция растений и атмосферного CO
    2    . Труды Национальной академии наук США, 102, 1302–1305.
  4. ^ Сом, Санджой М. и др. «Плотность воздуха 2,7 миллиарда лет назад ограничивалась отпечатками окаменелых дождевых капель менее чем в два раза по сравнению с современным уровнем». Nature 484.7394 (2012): 359-362.
  5. ^ Сом, Санджой М. и др. «Давление воздуха на Земле 2,7 миллиарда лет назад ограничивалось менее чем половиной современного уровня». Природа Геонауки (2016).
  6. ^ Найджел Дж. Ф. Блейми, Уве Бранд, Джон Парнелл, Натали Спир, Кристоф Лекуйер, Кэтлин Бенисон, Фанвэй Мэн, Пей Ни. Смена парадигмы в определении кислорода атмосферы в неопротерозое. Геология, 2016; 44 (8): 651 DOI: 10.1130 / G37937.1