Forsaga loftslagsbreytinga. Þegar metan stjórnaði veðrinu

frumstætt andrúmsloft metan

Það hefur alltaf verið sagt það loftslagsbreytingar það er eitthvað tiltölulega nútímalegt sem orsakast aðallega af mikilli losun gróðurhúsalofttegunda í andrúmsloftið, svo sem metan og CO2, af mönnum frá iðnbyltingunni. Hvað myndirðu hins vegar hugsa ef ég segði þér að í milljarða ára síðan jörðin myndaðist hafi aðrar loftslagsbreytingar orðið?

Andrúmsloft jarðar hefur ekki alltaf verið það sama og það er í dag. Það hefur gengið í gegnum margar gerðir tónsmíða. Hver er forsaga loftslagsbreytinga?

Þegar metan stjórnaði veðrinu

Fyrir um 2.300 milljörðum ára blésu undarlegar örverur nýju lífi í þá „ungu“ plánetu Jörð. Það snýst um blórabakteríur. Þeir fylltu plánetuna með lofti. Hins vegar er talið að löngu fyrir þennan tíma hafi annar hópur einfrumu lífvera byggt plánetuna og hefði getað gert hana byggilega. Við erum að tala um metanógen.

Metanógen eru einfrumulífverur sem geta aðeins lifað við aðstæður þar sem það er ekkert súrefni og þau mynda metan meðan á efnaskiptum stendur sem úrgangsefni. Í dag getum við aðeins fundið metanógen á stöðum eins og þörmum jórturdýra, botni setlaga og öðrum stöðum á jörðinni þar sem súrefni er ekki til.

metan

Metansameind

Eins og við vitum er metan gróðurhúsalofttegund sem heldur 23 sinnum meiri hita en koltvísýringur, þannig að það er tilgáta að fyrstu tvo milljarða ára reikistjörnunnar hafi metanógen ríkt. Metanið sem er framleitt af þessum lífverum olli gróðurhúsaáhrifum með gífurlegum afleiðingum á loftslag jarðarinnar.

Í dag heldur metan aðeins við í andrúmsloftinu í um það bil 10 ár, vegna súrefnis. Hins vegar, ef andrúmsloft jarðar skorti súrefnissameindir, gæti metan verið viðvarandi í um 10.000 ár. Á þeim tíma var sólarljósið ekki eins sterkt og það er nú, svo magn geislunar sem berst upp á yfirborð jarðar og hlýnar þannig plánetuna, var miklu minna. Þess vegna, til að auka hitastig plánetunnar og búa til íbúðarhæft umhverfi, metan þurfti til að fanga hita.

Gróðurhúsaáhrif frumstæðs andrúmslofts

Þegar jörðin myndaðist fyrir um það bil 4.600 milljörðum ára gaf sólin frá sér birtu sem samsvarar 70% af því sem hún gerir í dag. Þess vegna var andrúmsloftið fyrir fyrstu ísöld (fyrir um 2.300 milljörðum ára) háð gróðurhúsaáhrifum.

Sérfræðingar í loftslagsmálum hugsuðu í ammoníaki sem gróðurhúsalofttegundin sem hélt hita í frumstæðum lofthjúpnum, þar sem þetta er öflugur gróðurhúsalofttegund. Hins vegar, í fjarveru súrefnis í andrúmsloftinu, eyðileggur útfjólublá geislun frá sólu hratt ammoníak og gerir metan að því ríkjandi gasi á þeim tíma.

Við framlag hita í andrúmsloftinu og gróðurhúsaáhrifin bætum við einnig CO2 við. Þá, einbeiting hans var mun lægri, þess vegna gæti það ekki verið orsök gróðurhúsaáhrifanna. CO2 var aðeins gefið út í andrúmsloftið náttúrulega, í gegnum eldfjöll.

eldfjöll

Eldfjöll gáfu frá sér CO2 og vetni

Hlutverk metans og þokunnar sem kældi plánetuna

Hlutverk metans við stjórnun snemma loftslags hófst fyrir um það bil 3.500 milljörðum ára þegar metanógen mynduðu metangas í hafinu sem úrgangsefni. Þetta gas fangaði hita frá sólinni á víðu svæði rafsegulrófsins. Það leyfði einnig útfjólubláa geislun, svo meðal þessara þátta bætt við núverandi CO2, þeir héldu plánetunni við íbúðarhita.

Metanógen lifði betur við hærra hitastig. Eftir því sem hitastigið magnaðist, jókst hringrás vatnsins og bergrofið jókst. Þetta rofferli berganna dregur CO2 úr andrúmsloftinu. Svo mikið styrkur metans og CO2 í andrúmsloftinu varð jafn.

frumstæð höf

Efnafræði lofthjúpsins olli því að metansameindir fjölliðuðu (mynda keðjur metansameinda sem tengjast saman) og mynda flókin kolvetni. Þessi kolvetni þéttust í agnir sem í mikilli hæð þeir mynduðu appelsínugula þoku.  Þetta ský af lífrænu ryki bætti upp gróðurhúsaáhrifin með því að gleypa sýnilegt ljós frá atviks sólargeislun og senda það aftur út í geiminn. Með því móti minnkaði það hitann sem náði til yfirborðs reikistjörnunnar og stuðlaði að kælingu loftslagsins og til að hægja á framleiðslu metans.

Hitasækin metanógen

Hitakæru metanógen eru þau sem lifa af á nokkuð háum hitastigssvæðum. Af þessum sökum, þegar kolvetnisþokan myndaðist, þegar hitastigið kólnaði og minnkaði, gátu hitasæknu metanógenarnir ekki lifað slíkar aðstæður af. Með kaldara loftslagi og skaðlegum hitasæknum metanógen íbúum, aðstæður á plánetunni breyttust.

Andrúmsloftið hefði aðeins getað haldið metanþéttni svo hátt ef metan hefði myndast á sambærilegum hraða og núverandi. Hins vegar mynduðu metanógen ekki eins mikið metan og menn gera í iðnaðarstarfsemi okkar.

metanógen

Hitasækin metanógen

Metanógenar nærast í grundvallaratriðum á vetni og CO2 og mynda metan sem úrgangsefni. Sumir aðrir neyta asetats og ýmissa annarra efnasambanda vegna loftfirrðar niðurbrots lífrænna efna. Þess vegna, í dag, metanógen Þau þrífast aðeins í maga jórturdýra, síldinni sem liggur að baki flóðuðum hrísgrjónaakrum og öðru anoxísku umhverfi. En þar sem frumstæða andrúmsloftið skorti súrefni var allt vetnið sem eldfjöllin sendu frá sér geymt í hafinu og var notað af metanógenum þar sem það hafði ekki súrefni til að mynda vatn.

Þoka af „andstæðingur gróðurhúsaáhrifum“

Vegna þessarar hringrásar jákvæðra viðbragða (hærra hitastig, meira metanógen, meira metan, meiri hiti, meira hitastig ...) varð reikistjarnan svo heitt gróðurhús að aðeins hitasæknum örverum tókst að laga sig að þessu nýja umhverfi. Hins vegar, eins og ég gat um áður, myndaðist þoka úr kolvetni sem flutti frá sér atvikið útfjólubláa geislun gera veðrið svalt. Með þessum hætti var metanframleiðslu stöðvuð og hitastig og samsetning lofthjúpsins byrjað að koma á stöðugleika.

kolvetnisþoka

Ef við berum saman þokurnar og þær Titan, stærsti gervihnöttur Satúrnusar, við sjáum að það hefur einnig sama einkennandi appelsínugula lit sem samsvarar þéttu lagi kolvetnisagna, sem myndast þegar metan hvarfast við sólarljós. En það lag kolvetna gerir yfirborð Títans við -179 gráður á Celsíus. Þetta andrúmsloft er kaldara en jörðin hefur verið í allri sögu sinni.

Ef kolvetnisský jarðarinnar hefði náð þeim þéttleika sem Títan hefur, hefði það beygt nægilegt sólarljós til að vinna gegn kröftugum gróðurhúsaáhrifum metans. Allt yfirborð jarðarinnar hefði frosið og þar með drepið öll metanógen. Munurinn á Titan og jörðinni er sá að þetta tungl Satúrnusar hefur hvorki CO2 né vatn, þannig að metan gufar upp auðveldlega.

Titan

Titan, stærsti gervihnöttur Satúrnusar

Lok metan-tímans

Þokan sem myndaðist úr metaninu entist ekki að eilífu. Þrír jöklar hafa verið síðan proterozoic og metan geta skýrt hvers vegna þeir komu fram.

Fyrsti jökullinn er kallaður Huronian-jökull og undir elstu klettunum sem finnast undir jökulinnföllum hans eru afrennsli úr uranít og pýrít, tvö steinefni sem benda til mjög lágs súrefnis í andrúmslofti. Fyrir ofan jökullögin sést rauðleitur sandsteinn sem inniheldur hematít, steinefni sem myndast í súrefnisríku umhverfi. Allt þetta bendir til þess að jökull Huróníu hafi átt sér stað einmitt þegar súrefnisgildi andrúmsloftsins fór fyrst að hækka upp úr öllu valdi.

Í þessu nýja umhverfi sem er sífellt ríkara af súrefni, metanógenum og öðrum loftfirrðum lífverum sem einu sinni voru ríkjandi á jörðinni, hurfu smám saman eða sáust sífellt takmarkaðar við takmarkaðri búsvæði. Reyndar hefði metanstyrkurinn verið sá sami eða hærri en hann er í dag ef súrefnisgildum hefði verið haldið lægra.

jökul

Þetta skýrir hvers vegna á jörðinni, meðan á proterozoic stendur, engin jökul var í næstum 1.500 milljarð ára, jafnvel þó að sólin væri ennþá nokkuð veik. Velt hefur verið upp þeim möguleika að önnur hækkun súrefnis í andrúmsloftinu, eða í uppleystu súlfati, hefði einnig hrundið af stað jökulþáttum með því að draga úr verndandi áhrifum metans.

Eins og sjá má hefur andrúmsloft jarðar ekki alltaf verið eins og það er í dag. Það gerðist að vera án súrefnis (sameind sem við þurfum í dag til að lifa) og þar sem metan stjórnaði loftslaginu og drottnaði yfir plánetunni. Ennfremur, eftir jöklana, hefur súrefnisstyrkur aukist þar til hann verður stöðugur og jafn núverandi og á meðan metanið hefur verið lækkað í takmarkaðri staði. Sem stendur eykst styrkur metans vegna losunar frá athöfnum manna og stuðlar að gróðurhúsaáhrifum og núverandi loftslagsbreytingum.


Vertu fyrstur til að tjá

Skildu eftir athugasemd þína

Netfangið þitt verður ekki birt. Nauðsynlegir reitir eru merktir með *

*

*

  1. Ábyrgðarmaður gagna: Miguel Ángel Gatón
  2. Tilgangur gagnanna: Control SPAM, umsögn stjórnun.
  3. Lögmæti: Samþykki þitt
  4. Samskipti gagna: Gögnunum verður ekki miðlað til þriðja aðila nema með lagalegri skyldu.
  5. Gagnageymsla: Gagnagrunnur sem Occentus Networks (ESB) hýsir
  6. Réttindi: Hvenær sem er getur þú takmarkað, endurheimt og eytt upplýsingum þínum.