კლიმატის ცვლილების პრეისტორია. როდესაც მეთანი ამინდს არეგულირებდა

პრიმიტიული ატმოსფერო მეთანი

ყოველთვის ითქვა, რომ კლიმატის ცვლილება ეს არის შედარებით თანამედროვე, რაც გამოწვეულია, უმეტესწილად, ატმოსფეროში სათბურის გაზების დიდი გამონაბოლქვით, მაგალითად, მეთანი და CO2, ადამიანის მიერ ინდუსტრიული რევოლუციის შემდეგ. ამასთან, რას იფიქრებთ, რომ გითხრათ, რომ დედამიწის შექმნიდან მილიარდობით წლის განმავლობაში მოხდა სხვა კლიმატური ცვლილებები?

დედამიწის ატმოსფერო ყოველთვის არ იყო იგივე, რაც დღეს. ეს მრავალი სახის კომპოზიციებში გადაიარა. რა არის კლიმატის ცვლილების პრეისტორია?

როდესაც მეთანი ამინდს არეგულირებდა

დაახლოებით 2.300 მილიარდი წლის წინ უცნაურმა მიკროორგანიზმებმა ახალი სიცოცხლე შესძინეს იმდროინდელ "ახალგაზრდა" პლანეტა დედამიწას. საქმე ეხება ციანობაქტერიებს. მათ პლანეტა ჰაერით აავსეს. ამასთან, ითვლება, რომ ამ დრომდე ბევრად ადრე, ერთუჯრედიანი ორგანიზმების კიდევ ერთ ჯგუფს ჰქონდა პლანეტა დასახლებული და მას შეეძლო მისი დასახლება შეეძინა. ჩვენ ვსაუბრობთ მეთანოგენებზე.

მეთანოგენები ერთუჯრედიანი ორგანიზმებია, რომელთა გადარჩენა მხოლოდ იმ პირობებში შეუძლიათ არ არის ჟანგბადი და ისინი მეტაბოლიზმის პროცესში, როგორც ნარჩენ პროდუქტად, სინთეზირებენ მეთანს. დღეს მეთანოგენების პოვნა შეგვიძლია მხოლოდ ისეთ ადგილებში, როგორიცაა გამჟღავნებელი ნაწლავები, ნალექების ფსკერი და პლანეტის სხვა ადგილები, სადაც ჟანგბადი არ არსებობს.

მეთანი

მეთანის მოლეკულა

როგორც ვიცით, მეთანი წარმოადგენს სათბურის გაზს ინარჩუნებს 23-ჯერ მეტ სითბოს ვიდრე ნახშირორჟანგი, არსებობს ჰიპოთეზა, რომ პლანეტა დედამიწის პირველი ორი მილიარდი წლის განმავლობაში მეთანოგენები მართავდნენ. ამ ორგანიზმების მიერ სინთეზირებულმა მეთანმა გამოიწვია სათბურის ეფექტი უზარმაზარი შედეგებით მთელი პლანეტის კლიმატზე.

დღეს მეთანი მხოლოდ 10 წლის განმავლობაში ინარჩუნებს ატმოსფეროს, ჟანგბადის არსებობის გამო. ამასთან, თუ დედამიწის ატმოსფეროს ჟანგბადის მოლეკულები არ გააჩნდა, მეთანი შეიძლება არსებობდეს დაახლოებით 10.000 XNUMX წლის განმავლობაში. იმ დროს მზის სინათლე არც ისე ძლიერი იყო, როგორც ახლა, ამიტომ რადიაციის რაოდენობა, რომელიც მიაღწია დედამიწის ზედაპირს და, შესაბამისად, გაათბო პლანეტა, გაცილებით ნაკლები იყო. ამიტომ, პლანეტის ტემპერატურის გაზრდა და საცხოვრებელი გარემოს შექმნა, მეთანი იყო საჭირო სითბოს მოსაწყობად.

პრიმიტიული ატმოსფეროს სათბურის ეფექტი

როდესაც დედამიწა დაახლოებით 4.600 მილიარდი წლის წინ ჩამოყალიბდა, მზეს გამოჰყვა სიკაშკაშე, რაც დღეს 70% -ის ტოლია. სწორედ ამიტომ, პირველ გამყინვარებამდე (დაახლოებით 2.300 მილიარდი წლის წინ) ატმოსფერო მთლიანად დამოკიდებული იყო სათბურის ეფექტზე.

კლიმატის ცვლილების სპეციალისტები ფიქრობდნენ ამიაკში როგორც სათბურის გაზი, რომელიც ინარჩუნებს სითბოს პრიმიტიულ ატმოსფეროში, რადგან ეს არის ძლიერი სათბური გაზი. ამასთან, ატმოსფერული ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში, მზის ულტრაიისფერი გამოსხივება სწრაფად ანადგურებს ამიაკს, რის შედეგადაც მეთანი იმ დროს გაბატონებულ გაზად იქცა.

ატმოსფეროში სითბოს წვლილს და სათბურის ეფექტს ასევე ვამატებთ CO2- ს. მაშინ, მისი კონცენტრაცია გაცილებით დაბალი იყო, ამიტომ ეს არ შეიძლება გახდეს სათბურის ეფექტის მიზეზი. CO2 ატმოსფეროში მხოლოდ ბუნებრივად გამოიყოფა, ვულკანების მეშვეობით.

ვულკანები

ვულკანებმა გამოყო CO2 და წყალბადის

მეთანის და ნისლის როლი, რამაც გაცივდა პლანეტა

მეთანის როლი ადრეული კლიმატის დარეგულირებაში დაიწყო დაახლოებით 3.500 მილიარდი წლის წინ, როდესაც მეთანოგენებმა სინთეზირეს მეთანის გაზი ოკეანეებში, როგორც ნარჩენების პროდუქტი. ამ გაზმა მზიდან სითბო ჩააგდო ელექტრომაგნიტური სპექტრის ფართო რეგიონში. მან ასევე დაუშვა ულტრაიისფერი გამოსხივება, ამიტომ ამ ფაქტორებს დაემატა არსებული CO2, მათ პლანეტა საცხოვრებელ ტემპერატურაზე შეინარჩუნეს.

მეტანოგენები უკეთესად გადარჩნენ მაღალ ტემპერატურაზე. ტემპერატურის გაძლიერებასთან ერთად წყლის ციკლი და ქანების ეროზია გაძლიერდა. ქანების ეროზიის ეს პროცესი ატმოსფეროდან გამოიყოფა CO2. ასე რომ, ორივე ატმოსფეროში მეთანის და CO2– ის კონცენტრაცია თანაბარი გახდა.

პრიმიტიული ოკეანეები

ატმოსფეროს ქიმიამ გამოიწვია მეთანის მოლეკულების პოლიმერიზაცია (ქმნიან ერთმანეთთან დაკავშირებული მეთანის მოლეკულების ჯაჭვებს) და ქმნიან რთულ ნახშირწყალბადებს. ეს ნახშირწყალბადები შედედებულია ნაწილაკებად, რომლებიც დიდ სიმაღლეზე მათ ფორთოხლის ბურუსი შექმნეს.  ორგანული მტვრის ამ ღრუბელმა კომპენსირება მოახდინა სათბურის ეფექტს იმით, რომ შეიწოვება ხილული შუქი ინციდენტის მზის რადიაციიდან და ასხივებს მას კოსმოსში. ამ გზით მან შეამცირა სითბოს რაოდენობა, რომელიც პლანეტის ზედაპირს აღწევდა და ხელს უწყობდა კლიმატის გაგრილებას და მეთანის წარმოების შენელებას.

თერმოფილური მეთანოგენები

თერმოფილური მეთანოგენები არის ის, ვინც გადარჩება საკმაოდ მაღალი ტემპერატურის დიაპაზონში. ამ მიზეზით, როდესაც ნახშირწყალბადების ნისლი წარმოიქმნა, გლობალური ტემპერატურის გაგრილებისა და შემცირების გამო, თერმოფილური მეთანოგენები ასეთ პირობებში ვერ გადარჩნენ. უფრო ცივი კლიმატით და მავნე თერმოფილური მეთანოგენის პოპულაციით, შეიცვალა პირობები პლანეტაზე.

ატმოსფეროს მხოლოდ მეთანის კონცენტრაციის შენარჩუნება შეეძლო მხოლოდ ამ შემთხვევაში გენერირებული იქნებოდა მიმდინარე სიჩქარით შესადარებელი სიჩქარით. ამასთან, მეთანოგენებს არ წარმოქმნიათ იმდენი მეთანი, რამდენადაც ადამიანები ამ ინდუსტრიულ საქმიანობაში.

მეთანოგენები

თერმოფილური მეთანოგენები

მეთანოგენები ძირითადად იკვებებიან წყალბადისა და CO2– ით და წარმოქმნიან მეთანს, როგორც ნარჩენ პროდუქტს. ზოგი სხვები მოიხმარენ აცეტატს და სხვა ნაერთებს ორგანული ნივთიერებების ანაერობული დეგრადაციის შედეგად. ამიტომ, დღეს მეთანოგენები ისინი მხოლოდ მშრალი ცხოველების მუწუკებში ხარობენ, შლამი, რომელიც საფუძვლად დაედო ბრინჯის მინდვრებს და სხვა ანოქსიურ გარემოში. მაგრამ რადგან პრიმიტიულ ატმოსფეროს ჟანგბადი არ გააჩნდა, ვულკანების მიერ გამოყოფილი მთელი წყალბური ინახებოდა ოკეანეებში და მას იყენებდნენ მეთანოგენები, რადგან მას ჟანგბადი არ ჰქონდა წყლის შესაქმნელად.

"სათბურის საწინააღმდეგო" ეფექტის ნისლი

პოზიტიური უკუკავშირის ამ ციკლის გამო (უფრო მაღალი ტემპერატურა, მეტი მეთანოგენი, მეტი მეთანი, მეტი სითბო, მეტი ტემპერატურა…) პლანეტა გახდა ისეთი ცხელი სათბური, რომ მხოლოდ თერმოფილურმა მიკროორგანიზმებმა მოახერხეს ადაპტირება ამ ახალ გარემოში. ამასთან, როგორც ადრე აღვნიშნე, ნახშირწყალბადებისგან წარმოიქმნა ნისლი, რამაც ინციდენტის ულტრაიისფერი გამოსხივება გაიტაცა ამინდის გაგრილებას. ამ გზით შეჩერდა მეთანის წარმოება და ტემპერატურისა და ატმოსფერული შემადგენლობის სტაბილიზაცია დაიწყება.

ნახშირწყალბადის ნისლი

თუ ნისლებს შევადარებთ იმ ტიტანი, სატურნის ყველაზე დიდი სატელიტი, ვხედავთ, რომ მას აქვს იგივე დამახასიათებელი ნარინჯისფერი ფერი, რომელიც შეესაბამება ნახშირწყალბადების ნაწილაკების მკვრივ ფენას, რომელიც წარმოიქმნება მეთანის მზის შუქთან რეაგირებისას. ამასთან, ნახშირწყალბადების ეს ფენა ქმნის ტიტანის ზედაპირს -179 გრადუს ცელსიუსზე. ეს ატმოსფერო უფრო ცივია, ვიდრე პლანეტა დედამიწა მთელ მის ისტორიაში იყო.

დედამიწის ნახშირწყალბადების ღრუბელმა რომ მიაღწიოს ტიტანის სიმკვრივეს, ის საკმარისად გადაიტანს მზის სხივს მეთანის ძლიერი სათბურის ეფექტის შესაწინააღმდეგებლად. პლანეტის მთელი ზედაპირი გაყინული იქნებოდა, ამით ყველა მეთანოგენი დაიღუპებოდა. განსხვავება ტიტანსა და დედამიწას შორის არის ის, რომ სატურნის ამ მთვარეს არც CO2 აქვს და არც წყალი, ამიტომ მეთანი ადვილად ორთქლდება.

ტიტანი

ტიტანი, სატურნის ყველაზე დიდი სატელიტი

მეთანის ეპოქის დასასრული

მეთანისგან წარმოქმნილი ნისლი სამუდამოდ არ გაგრძელებულა. პროტეროზოიკის შემდეგ სამი გამყინვარება მოხდა და მეთანს შეუძლია ახსნას რატომ მოხდა ეს.

პირველ გამყინვარებას ჰურონის გამყინვარება ეწოდება ხოლო მისი მყინვარული დეპოზიტების ქვეშ აღმოჩენილი უძველესი ქანების ქვეშ მდებარეობს ურანიტისა და პირიტის მავნე ნივთიერებები, ორი მინერალი, რომლებიც მიუთითებენ ატმოსფერული ჟანგბადის ძალიან დაბალ დონეზე. ამასთან, მყინვარული ფენების თავზე აღინიშნება მოწითალო ქვიშაქვა, რომელიც შეიცავს ჰემატიტს, მინერალს, რომელიც წარმოიქმნება ჟანგბადით მდიდარი გარემო. ეს ყველაფერი მიუთითებს იმაზე, რომ ჰურონის გამყინვარება მოხდა ზუსტად მაშინ, როდესაც ატმოსფერულ ჟანგბადის დონემ პირველად დაიწყო ცქერა.

ამ ახალ გარემოში სულ უფრო მდიდარია ჟანგბადით, მეთანოგენები და სხვა ანაერობული ორგანიზმები, რომლებიც ოდესღაც დომინირებდნენ პლანეტაზე, თანდათან ქრებოდა ან უფრო შეზღუდული ჰაბიტატებით შემოიფარგლებოდა. სინამდვილეში, მეთანის კონცენტრაცია იგივე ან უფრო მაღალი იქნებოდა, ვიდრე დღეს არის, თუ ჟანგბადის დონე უფრო დაბალი იყო.

გამყინვარება

ეს ხსნის იმას, თუ რატომ დედამიწაზე, პროტეროზოიკის დროს, თითქმის 1.500 მილიარდი წლის განმავლობაში არ არსებობდა გამყინვარებები, მიუხედავად იმისა, რომ მზე ჯერ კიდევ საკმაოდ სუსტი იყო. გამოითქვა მოსაზრება, რომ ატმოსფერული ჟანგბადის, ან გახსნილი სულფატის მეორე ზრდამ ასევე შეიძლება გამოიწვიოს გამყინვარების ეპიზოდები, მეთანის დამცავი ეფექტის შემცირებით.

როგორც ხედავთ, დედამიწის ატმოსფერო ყოველთვის არ ყოფილა, როგორც დღეს. ეს მოხდა ჟანგბადისგან დაცლილი (მოლეკულა, რომლის არსებობაც დღეს გვჭირდება) და სადაც მეთანი არეგულირებდა კლიმატს და დომინირებდა პლანეტაზე. გარდა ამისა, გამყინვარების შემდეგ, ჟანგბადის კონცენტრაცია გაიზარდა მანამ, სანამ არ გახდება სტაბილური და არ გაუტოლდება ამჟამინდელს, ხოლო მეთანი შემცირდება უფრო შეზღუდულ ადგილებში. ამჟამად, მეთანის კონცენტრაცია იზრდება ადამიანის საქმიანობიდან გამონაბოლქვის გამო და ხელს უწყობს სათბურის ეფექტს და ამჟამინდელ კლიმატურ ცვლილებებს.


სტატიის შინაარსი იცავს ჩვენს პრინციპებს სარედაქციო ეთიკა. შეცდომის შესატყობინებლად დააჭირეთ ღილაკს აქ.

იყავი პირველი კომენტარი

დატოვე კომენტარი

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები აღნიშნულია *

*

*

  1. მონაცემებზე პასუხისმგებელი: მიგელ ანგელ გატონი
  2. მონაცემთა მიზანი: სპამის კონტროლი, კომენტარების მართვა.
  3. ლეგიტიმაცია: თქვენი თანხმობა
  4. მონაცემთა კომუნიკაცია: მონაცემები არ გადაეცემა მესამე პირებს, გარდა სამართლებრივი ვალდებულებისა.
  5. მონაცემთა შენახვა: მონაცემთა ბაზა, რომელსაც უმასპინძლა Occentus Networks (EU)
  6. უფლებები: ნებისმიერ დროს შეგიძლიათ შეზღუდოთ, აღადგინოთ და წაშალოთ თქვენი ინფორმაცია.