Forhistorien om klimaændringer. Da metan regulerede vejret

primitiv atmosfære metan

Det er altid blevet sagt klima forandring Det er noget relativt moderne, der for det meste skyldes store emissioner af drivhusgasser til atmosfæren, f.eks metan og CO2, af mennesker siden den industrielle revolution. Men hvad ville du tænke, hvis jeg fortalte dig, at der i løbet af de milliarder år, siden Jorden blev dannet, har været andre klimaforandringer?

Jordens atmosfære har ikke altid været den samme som den er i dag. Det har været igennem mange typer kompositioner. Hvad er forhistorien for klimaændringer?

Da metan regulerede vejret

For omkring 2.300 milliarder år siden pustede mærkelige mikroorganismer nyt liv i den daværende "unge" planet Jorden. Det handler om cyanobakterier. De fyldte planeten med luft. Imidlertid antages det, at en anden gruppe af encellede organismer længe før denne tid befolket planeten og kunne have gjort den beboelig. Vi taler om metanogener.

Methanogener er encellede organismer, der kun kan overleve under forhold, hvor der er ikke ilt, og de syntetiserer metan under deres metabolisme som affaldsprodukt. I dag kan vi kun finde metanogener steder som drøvtyggere, tarme af sedimenter og andre steder på planeten, hvor ilt ikke findes.

metan

Methan molekyle

Som vi ved, er metan en drivhusgas, der bevarer 23 gange mere varme end kuldioxid så der er hypotesen om, at methanogener styrede i de første to milliarder år på planeten Jorden. Den metan, der er syntetiseret af disse organismer, forårsagede en drivhuseffekt med enorme konsekvenser for klimaet på hele planeten.

I dag vedvarer metan kun i atmosfæren i ca. 10 år på grund af tilstedeværelsen af ​​ilt. Men hvis Jordens atmosfære manglede iltmolekyler, kunne metan fortsætte i cirka 10.000 år. På det tidspunkt var sollyset ikke så stærkt som det er nu, så mængden af ​​stråling, der når jordens overflade og dermed varmer planeten, var meget mindre. Det er derfor at øge temperaturen på planeten og skabe et beboeligt miljø, metan var nødvendig for at fange varme.

Drivhuseffekt af en primitiv atmosfære

Da Jorden blev dannet for omkring 4.600 milliarder år siden, afgav solen en lysstyrke svarende til 70% af det, den gør i dag. Derfor var atmosfæren helt før den første istid (omkring 2.300 milliarder år siden) afhængig af drivhuseffekten.

Klimaforandringsspecialister tænkte i ammoniak som drivhusgassen, der tilbageholdt varmen i den primitive atmosfære, da dette er en kraftig drivhusgas. I fravær af atmosfærisk ilt ødelægger ultraviolet stråling fra solen hurtigt ammoniak, hvilket gør metan til den dominerende gas på det tidspunkt.

Til bidraget fra varme i atmosfæren og drivhuseffekten tilføjer vi også CO2. Inden da hans koncentration var meget lavere, det er derfor, det ikke kunne være årsagen til drivhuseffekten. CO2 blev kun udsendt i atmosfæren naturligt gennem vulkaner.

volcanes

Vulkaner afgav CO2 og brint

Rollen af ​​metan og tågen, der afkølede planeten

Metans rolle i reguleringen af ​​det tidlige klima begyndte for omkring 3.500 milliarder år siden, da metanogener syntetiserede metangas i havene som et affaldsprodukt. Denne gas fangede varme fra solen over et bredt område af det elektromagnetiske spektrum. Det tillod også passage af ultraviolet stråling, så blandt disse faktorer tilføjet med den eksisterende CO2, de holdt planeten ved en beboelig temperatur.

Methanogener overlevede bedre ved højere temperaturer. Da temperaturerne blev intensiveret, blev vandcyklussen og stenosionen forbedret. Denne proces med erosion af klipperne ekstraherer CO2 fra atmosfæren. Så meget koncentrationen af ​​metan og CO2 i atmosfæren blev lig.

primitive oceaner

Atmosfærens kemi fik metanmolekyler til at polymerisere (danne kæder af metanmolekyler bundet sammen) og danne komplekse kulbrinter. Disse kulbrinter kondenseres til partikler, der i stor højde de dannede en orange tåge.  Denne sky af organisk støv kompenserede for drivhuseffekten ved at absorbere synligt lys fra indfaldende solstråling og udsende det tilbage i rummet. På denne måde reducerede det mængden af ​​varme, der når planetens overflade og bidrog til at afkøle klimaet og bremse produktionen af ​​metan.

Termofile methanogener

Termofile methanogener er dem, der overlever i forholdsvis høje temperaturområder. Af denne grund, da kulbrintetågen blev dannet, da de globale temperaturer afkøledes og faldt, kunne de termofile methanogener ikke overleve sådanne forhold. Med et koldere klima og en skadelig termofil methanogenpopulation, forholdene på planeten ændrede sig.

Atmosfæren kunne kun have holdt metankoncentrationer så høje, hvis metan ville være genereret ved hastigheder svarende til strøm. Imidlertid genererede methanogener ikke så meget metan som mennesker i vores industrielle aktiviteter.

methanogener

Termofile methanogener

Methanogener dybest set lever af brint og CO2 og genererer metan som affaldsprodukt. Nogle andre spiser acetat og forskellige andre forbindelser fra den anaerobe nedbrydning af organisk materiale. Derfor er metanogener i dag De trives kun i drøvtyggere, maven, der ligger under oversvømmede rismarker og andre anoxiske miljøer. Men da den primitive atmosfære manglede ilt, blev alt brint, der udsendes af vulkaner, opbevaret i havene og blev brugt af methanogener, da det ikke havde ilt til rådighed til dannelse af vand.

Tåge af "anti drivhuseffekt"

På grund af denne cyklus med positiv feedback (højere temperatur, mere methanogener, mere methan, mere varme, mere temperatur ...) blev planeten sådan et varmt drivhus, at kun termofile mikroorganismer formåede at tilpasse sig dette nye miljø. Som jeg nævnte før, blev der imidlertid dannet en tåge af kulbrinter, der førte den hændende ultraviolette stråling væk gør vejret køligt. På denne måde blev metanproduktionen standset, og temperaturer og atmosfæresammensætning ville begynde at stabilisere sig.

kulbrintåge

Hvis vi sammenligner tågerne med Titan, den største satellit fra Saturn, vi ser, at den også har den samme karakteristiske orange farve svarende til det tætte lag af carbonhydridpartikler, som dannes, når metan reagerer med sollys. Imidlertid gør dette lag af kulbrinter Titans overflade ved -179 grader Celsius. Denne atmosfære er koldere end planeten Jorden har været i hele sin historie.

Hvis Jordens kulbrintesky havde nået den tæthed, som Titans har, ville den have afbøjet nok sollys til at modvirke den kraftige drivhuseffekt af metan. Hele planets overflade ville være frosset og dermed dræbe alle metanogener. Forskellen mellem Titan og Jorden er, at denne månens Saturn hverken har CO2 eller vand, så metan fordamper let.

titan

Titan, den største satellit fra Saturn

Slutningen af ​​metan-æraen

Tågen, der dannedes af metanen, varede ikke evigt. Der har været tre isdækninger, siden proterozoikum og metan kan forklare, hvorfor de opstod.

Den første istid kaldes den Huroniske istid og under de ældste klipper, der findes under dens isaflejringer, er der nedbrydning af uraninit og pyrit, to mineraler, der indikerer et meget lavt niveau af atmosfærisk ilt. Over de glaciale lag observeres imidlertid en rødlig sandsten, der indeholder hæmatit, et mineral der dannes i iltrige miljøer. Alt dette indikerer, at den Huroniske istid fandt sted netop, da iltniveauerne i atmosfæren først begyndte at skyde i luften.

I dette nye miljø, der i stigende grad er rig på ilt, metanogener og andre anaerobe organismer, der engang dominerede planeten, forsvandt gradvist eller blev set mere og mere begrænset til mere begrænsede levesteder. Faktisk ville metankoncentrationen have været den samme eller højere end den er i dag, hvis iltniveauerne var blevet holdt lavere.

istid

Dette forklarer, hvorfor på jorden under proterozoikum, der var ingen isdækninger i næsten 1.500 milliarder år, selvom solen stadig var ret svag. Det er blevet spekuleret i, at en anden stigning i atmosfærisk ilt eller i opløst sulfat også ville have udløst istidspisoder ved at reducere den beskyttende virkning af metan.

Som du kan se, har jordens atmosfære ikke altid været som den er i dag. Det tilfældigvis var blottet for ilt (et molekyle, som vi har brug for i dag for at leve), og hvor metan regulerede klimaet og dominerede planeten. Derudover er iltkoncentrationen efter istiderne steget, indtil den bliver stabil og svarer til den nuværende, mens metanen er reduceret til mere begrænsede steder. I øjeblikket stiger koncentrationen af ​​metan på grund af emissioner fra menneskelige aktiviteter og bidrager til drivhuseffekten og den aktuelle klimaændring.


Indholdet af artiklen overholder vores principper for redaktionel etik. Klik på for at rapportere en fejl her.

Vær den første til at kommentere

Efterlad din kommentar

Din e-mailadresse vil ikke blive offentliggjort. Obligatoriske felter er markeret med *

*

*

  1. Ansvarlig for dataene: Miguel Ángel Gatón
  2. Formålet med dataene: Control SPAM, management af kommentarer.
  3. Legitimering: Dit samtykke
  4. Kommunikation af dataene: Dataene vil ikke blive kommunikeret til tredjemand, undtagen ved juridisk forpligtelse.
  5. Datalagring: Database hostet af Occentus Networks (EU)
  6. Rettigheder: Du kan til enhver tid begrænse, gendanne og slette dine oplysninger.