Дуже рідко Землю бомбардують великі метеорити. Але кожен день нашу планету закидає космічним пилом, мікрометеоритами, які збираються на поверхні Землі.
Команда з Вашингтонського університету вивчила дуже старі зразки цих маленьких метеоритів, щоб з'ясувати, як вони могли взаємодіяти з вуглекислим газом на їхньому шляху до Землі. Попередні роботи припускали, що метеорити стикалися з киснем, що суперечить теорії того, що рання атмосфера Землі була практично позбавлена кисню. Нове дослідження було опубліковано на минулому тижні у журналі Science Advances.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Наступні 5 років стануть найспекотнішими в історії людства – вчені
«Наш висновок про те, що атмосфера, з якою зіткнулися ці мікрометеорити, була з високим вмістом двоокису вуглецю, узгоджується з тим, як атмосфера, виглядала на ранній Землі», – каже автор Оуен Лемер, докторант UW із земних і космічних наук.
Вік цих найдавніших відомих мікрометеоритів становить 2,7 мільярда років. Вони були зібрані з вапняку в районі Пілбара в Західній Австралії та впали під час архейського еону, коли Сонце було слабкіше, ніж сьогодні.
Ця інтерпретація суперечила б сучасним уявленням про перші дні існування нашої планети, згідно з якими кисень піднявся під час «Великої окисної події», що сталася майже півмільярда років тому.
Знання умов на ранній Землі важливе не тільки для розуміння історії нашої планети і умов виникнення життя. Воно також може допомогти в пошуку життя на інших планетах.
«Життя сформувалася понад 3,8 мільярда років тому, і як воно сформувалася – це відкрите питання. Одним із найважливіших аспектів є те, з чого складалася атмосфера, що було доступно і на що був схожий земний клімат», – кажеЛемер.
Нове дослідження дозволяє по-новому поглянути на інтерпретацію того, як ці мікрометеорити взаємодіяли з атмосферою 2,7 мільярда років тому. Крупинки піску мчали до Землі зі швидкістю до 20 кілометрів на секунду. Для атмосфери такої ж товщини, якою вона є зараз, металеві кульки розплавилися б на висоті близько 80 кілометрів, а розплавлений зовнішній шар заліза потім окислився б при взаємодії з атмосферою. Через кілька секунд мікрометеорити знову тверділи до кінця падіння. У цьому випадку зразки залишилися недоторканими, особливо якщо вони будуть захищені шарами осаду вапнякової породи.
У попередній статті окислення на поверхні трактувалося як ознака того, що розплавлене залізо зіткнулося з молекулярним киснем. Нове дослідження використовує моделювання, щоб з'ясувати, чи міг вуглекислий газ забезпечити отримання того ж результату. Комп'ютерне моделювання показало, що атмосфера, яка складається з 6% до більш ніж 70% вуглекислого газу, могла б зробити ефект, що спостерігається в зразках.
«Кількість окислення в древніх мікрометеоритах говорить про те, що рання атмосфера була дуже багата вуглекислим газом», – додає співавтор Девід Кетлінг, професор UW наук про Землю і космос.
Для порівняння, концентрація вуглекислого газу сьогодні зростає і наразі складає близько 415 частин на мільйон, або 0,0415% від складу нашої атмосфери.
Високий рівень вуглекислого газу, парникового газу, що поглинає тепло, протидіяли слабшому виходу Сонця в архейську еру. Знаючи точну концентрацію вуглекислого газу в атмосфері, можна було б точно визначити температуру повітря молодої Землі і кислотність океанів у цей час.
Давніші зразки мікрометеоритів могли б допомогти звузити діапазон можливих концентрацій діоксиду вуглецю, пишуть автори. Метеорити, які падали в інший час, також могли допомогти простежити історію земної атмосфери в часі.
«Тому що ці багаті залізом мікрометеорити можуть окислюватися, коли вони піддаються впливу вуглекислого газу або кисню, і з огляду на те, що ці крихітні метеорити, які зберігаються протягом всієї історії Землі, можуть стати дуже цікавим джерелом дослідження атмосферного складу в далекому минулому», – пояснює Лемер.
Орест ГОРЯНСЬКИЙ
для «Урядового кур'єра»