Ilmastonmuutoksen esihistoria. Kun metaani sääteli säätä

primitiivinen ilmakehän metaani

Aina on sanottu niin ilmastonmuutos on suhteellisen moderni, johtuen lähinnä suurista kasvihuonekaasupäästöistä ilmakehään, kuten metaani ja hiilidioksidipäästöt ihmisten toimesta teollisen vallankumouksen jälkeen. Mitä ajattelet, jos kerron sinulle, että miljardien vuosien ajan maapallon muodostumisesta on tapahtunut muita ilmastonmuutoksia?

Maan ilmakehä ei ole aina ollut sama kuin nykyään. Se on ollut läpi monenlaisia ​​sävellyksiä. Mikä on ilmastonmuutoksen esihistoria?

Kun metaani sääteli säätä

Noin 2.300 miljardia vuotta sitten outot mikro-organismit puhalsivat uutta elämää tuolloin "nuorelle" maapallolle. Kyse on syanobakteereista. Ne täyttivät planeetan ilmalla. Uskotaan kuitenkin, että kauan ennen tätä aikaa planeetta asui toinen yksisoluisten organismien ryhmä ja olisi voinut tehdä siitä asuttavan. Puhumme metanogeeneistä.

Metanogeenit ovat yksisoluisia organismeja, jotka voivat selviytyä vain olosuhteissa, joissa happea ei ole ja ne syntetisoivat metaania aineenvaihdunnan aikana jätetuotteena. Nykyään voimme löytää metanogeenejä vain paikoista, kuten märehtijöiden suolet, sedimenttien pohjat ja muut planeetan paikat, joissa happea ei ole.

metaani

Metaanimolekyyli

Kuten tiedämme, metaani on kasvihuonekaasu, joka säilyttää 23 kertaa enemmän lämpöä kuin hiilidioksidi, joten oletetaan, että maapallon ensimmäisten kahden miljardin vuoden aikana metanogeenit hallitsivat. Näiden organismien syntetisoima metaani aiheutti kasvihuoneilmiön, jolla oli valtavia vaikutuksia koko planeetan ilmastoon.

Nykyään metaania esiintyy ilmakehässä vain noin 10 vuotta hapen läsnäolon vuoksi. Jos maapallon ilmakehästä puuttuu happimolekyylejä, metaani voi kuitenkin kestää noin 10.000 vuotta. Tuolloin auringonvalo ei ollut yhtä voimakasta kuin nyt, joten maapallon pintaan pääsevän ja siten maapalloa lämmittävän säteilyn määrä oli paljon pienempi. Siksi planeetan lämpötilan nostamiseksi ja asuttavan ympäristön luomiseksi, metaania tarvittiin lämmön vangitsemiseksi.

Primitiivisen ilmapiirin kasvihuoneilmiö

Kun maapallo muodostui noin 4.600 miljardia vuotta sitten, aurinko antoi valovoiman, joka vastaa 70% nykypäivän toiminnasta. Siksi ennen ensimmäistä jääkautta (noin 2.300 miljardia vuotta sitten) ilmakehä oli täysin riippuvainen kasvihuoneilmiöstä.

Ilmastonmuutoksen asiantuntijat ajattelivat ammoniakissa kasvihuonekaasuna, joka säilytti lämmön primitiivisessä ilmakehässä, koska tämä on voimakas kasvihuonekaasu. Ilmakehän hapen puuttuessa auringon ultraviolettisäteily kuitenkin tuhoaa nopeasti ammoniakin, jolloin metaani on hallitseva kaasu.

Ilman lämmön ja kasvihuoneilmiön osuuteen lisätään myös CO2. Siihen mennessä, hänen keskittymisensä oli paljon pienempi, siksi se ei voi olla syy kasvihuoneilmiöön. CO2 vapautui ilmakehään vain luonnollisesti tulivuorien kautta.

tulivuoret

Tulivuoret erittivät CO2: ta ja vetyä

Metaanin ja sumu, joka jäähdytti planeettaa

Metaanin rooli alkeellisen ilmaston säätelyssä alkoi noin 3.500 miljardia vuotta sitten, kun metanogeenit syntetisoivat valtamerissä olevaa metaanikaasua jätteenä. Tämä kaasu vangitsi auringon lämpöä laajalle sähkömagneettisen spektrin alueelle. Se salli myös ultraviolettisäteilyn kulkemisen, joten näiden tekijöiden joukossa lisätään nykyisen hiilidioksidin kanssa he pitivät planeetan asuttavassa lämpötilassa.

Metanogeenit selviytyivät paremmin korkeammissa lämpötiloissa. Lämpötilan noustessa samoin veden kierto ja kiven eroosiot lisääntyivät. Tämä kivien eroosion prosessi poimii hiilidioksidia ilmakehästä. Niin paljon metaanin ja CO2: n konsentraatiosta ilmakehässä tuli sama.

primitiiviset valtameret

Atmosfäärin kemia sai metaanimolekyylien polymeroitumaan (muodostamaan metaanimolekyylien ketjut yhteen kytkettynä) ja muodostamaan monimutkaisia ​​hiilivetyjä. Nämä hiilivedyt tiivistyvät hiukkasiksi, jotka suurella korkeudella ne muodostivat oranssin sumun.  Tämä orgaanisen pölyn pilvi kompensoi kasvihuoneilmiön absorboimalla näkyvän auringon tulevasta auringon säteilystä ja lähettämällä sen takaisin avaruuteen. Tällä tavoin se vähensi maapallon pintaan pääsevän lämmön määrää ja edisti ilmaston jäähtymistä ja hidasti metaanin tuotantoa.

Termofiiliset metanogeenit

Termofiiliset metanogeenit ovat niitä, jotka selviävät melko korkeissa lämpötiloissa. Tästä syystä, kun hiilivetysumu muodostui, kun globaalit lämpötilat jäähtyivät ja laskivat, termofiiliset metanogeenit eivät kyenneet selviytymään tällaisista olosuhteista. Kylmässä ilmastossa ja haitallisessa termofiilisessä metanogeenipopulaatiossa olosuhteet planeetalla muuttuivat.

Ilmakehä olisi voinut pitää metaanin pitoisuudet niin korkeina vain, jos metaania olisi syntynyt virtaa vastaavilla nopeuksilla. Metanogeenit eivät kuitenkaan tuottaneet niin paljon metaania kuin ihmiset teollisessa toiminnassamme.

metanogeenit

Termofiiliset metanogeenit

Metanogeenit ruokkivat pohjimmiltaan vetyä ja CO2: ta ja muodostavat metaania jätteeksi. Jotkut toiset kuluttavat asetaattia ja useita muita yhdisteitä orgaanisen aineen anaerobisessa hajoamisessa. Siksi tänään metanogeenit Ne kukoistavat vain märehtijöiden vatsassa, riettien ja muiden hapettomien ympäristöjen taustalla oleva liete. Mutta koska primitiivisessä ilmakehässä ei ollut happea, kaikki tulivuorten lähettämät vetyä varastoitiin valtameriin ja metanogeenit käyttivät sitä, koska sillä ei ollut käytettävissään happea veden muodostamiseksi.

Sumu "anti kasvihuone" vaikutusta

Tämän positiivisen palautesyklin (korkeampi lämpötila, enemmän metanogeeneja, enemmän metaania, enemmän lämpöä, enemmän lämpötilaa ...) ansiosta planeetasta tuli niin kuuma kasvihuone, että vain termofiiliset mikro-organismit onnistuivat sopeutumaan tähän uuteen ympäristöön. Kuten aiemmin mainitsin, sumu muodostui hiilivedyistä, jotka kuljettivat tapahtuneen ultraviolettisäteilyn tekee säästä viileän. Tällä tavalla metaanin tuotanto pysäytettiin ja lämpötilat ja ilmakehän koostumus alkoivat vakiintua.

hiilivetysumu

Jos verrataan sumuja Titan, Saturnuksen suurin satelliitti, näemme, että sillä on myös sama tunnusomainen oranssi väri, joka vastaa tiheää hiilivetyhiukkasten kerrosta, joka muodostuu, kun metaani reagoi auringonvalon kanssa. Kuitenkin tämä hiilivetykerros saa Titanin pinnan -179 celsiusasteeseen. Tämä ilmapiiri on kylmempi kuin maapallo on ollut koko historiansa.

Jos maapallon hiilivetypilvi olisi saavuttanut Titanin tiheyden, se olisi säästänyt tarpeeksi auringonvaloa torjumaan metaanin voimakasta kasvihuoneilmiötä. Koko planeetan pinta olisi jäätynyt, mikä tuhosi kaikki metanogeenit. Ero Titanin ja Maan välillä on se, että tässä Saturnuksen kuussa ei ole CO2: ta eikä vettä, joten metaani haihtuu helposti.

Titaani

Titan, Saturnuksen suurin satelliitti

Metaanikauden loppu

Metaanista muodostunut sumu ei kestänyt ikuisesti. Jäätymisiä on ollut kolme, koska proterotsooinen ja metaani voivat selittää miksi ne tapahtuivat.

Ensimmäistä jäätymistä kutsutaan Huronian jäätymiseksi ja sen jääkauden kerrostumien vanhimpien kivien alla on uraniniitin ja pyriitin detriittiä, kaksi mineraalia, jotka osoittavat hyvin alhaisen ilmakehän hapen määrän. Jääkerrosten yläpuolella havaitaan kuitenkin punertava hiekkakivi, joka sisältää hematiittia, mineraalia, joka muodostuu happirikkaissa ympäristöissä. Kaikki tämä osoittaa, että Huronian jäätyminen tapahtui juuri silloin, kun ilmakehän happitasot alkoivat nousta taivaalle.

Tässä uudessa ympäristössä, jossa on yhä enemmän happea, metanogeenit ja muut anaerobiset organismit, jotka kerran hallitsivat maapalloa, hävisivät vähitellen tai niiden nähtiin rajoittuvan yhä rajoitetumpiin elinympäristöihin. Itse asiassa metaanipitoisuus olisi pysynyt samana tai korkeammalla kuin nykyään, jos happipitoisuudet olisi pidetty alhaisempana.

jäätyminen

Tämä selittää sen, miksi maapallolla proterotsooosin aikana jäätymiä ei ollut melkein 1.500 miljardia vuotta, vaikka aurinko oli edelleen melko heikko. On spekuloitu mahdollisuutta, että ilmakehän hapen tai liuenneen sulfaatin toinen nousu olisi myös aiheuttanut jäätymisjaksoja vähentämällä metaanin suojaavaa vaikutusta.

Kuten näette, maapallon ilmakehä ei ole aina ollut nykyään. Siinä sattui puuttumaan happea (molekyyli, jota tarvitsemme tänään elääksemme) ja missä metaani sääteli ilmastoa ja hallitsi planeettaa. Jääajan jälkeen happipitoisuus on kasvanut, kunnes siitä tulee vakaa ja yhtä suuri kuin nykyinen, kun taas metaani on vähentynyt rajoitetumpiin paikkoihin. Tällä hetkellä metaanin pitoisuus kasvaa ihmisen toiminnan päästöjen vuoksi ja vaikuttaa kasvihuoneilmiöön ja nykyiseen ilmastonmuutokseen.


Artikkelin sisältö noudattaa periaatteita toimituksellinen etiikka. Ilmoita virheestä napsauttamalla täällä.

Ole ensimmäinen kommentti

Jätä kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

*

*

  1. Vastuussa tiedoista: Miguel Ángel Gatón
  2. Tietojen tarkoitus: Roskapostin hallinta, kommenttien hallinta.
  3. Laillistaminen: Suostumuksesi
  4. Tietojen välittäminen: Tietoja ei luovuteta kolmansille osapuolille muutoin kuin lain nojalla.
  5. Tietojen varastointi: Occentus Networks (EU) isännöi tietokantaa
  6. Oikeudet: Voit milloin tahansa rajoittaa, palauttaa ja poistaa tietojasi.