기후 변화의 선사 시대. 메탄이 날씨를 조절했을 때

항상 기후 변화 대부분의 경우 대기 중으로 배출되는 온실 가스에 의해 상대적으로 현대적인 것입니다. 메탄 산업 혁명 이후 인간에 의한 CO2. 그러나 지구가 형성된 이후 수십억 년 동안 다른 기후 변화가 있었다고 내가 말하면 어떻게 생각할까요?

지구의 대기는 항상 오늘날과 같지는 않았습니다. 그것은 많은 유형의 작곡을 거쳤습니다. 기후 변화의 선사 시대는 무엇입니까?

메탄이 날씨를 조절할 때

약 2.300 억년 전, 이상한 미생물이 당시 "젊은"행성 지구에 새로운 생명을 불어 넣었습니다. 시아 노 박테리아에 관한 것입니다. 그들은 지구를 공기로 채웠습니다. 그러나이 시간 이전에 또 다른 단세포 유기체 그룹이 행성에 거주하여 거주 가능하게 만들 수 있다고 믿어집니다. 우리는 메탄 생성 물질에 대해 이야기합니다.

Methanogens는 다음과 같은 조건에서만 생존 할 수있는 단세포 유기체입니다. 산소가없고 신진 대사 중에 메탄을 폐기물로 합성합니다. 오늘날 우리는 반추 동물의 내장, 퇴적물의 바닥 및 산소가 존재하지 않는 지구상의 다른 곳에서만 메탄 생성 물질을 찾을 수 있습니다.

아시다시피 메탄은 온실 가스로 이산화탄소보다 23 배 더 많은 열을 유지합니다. 그래서 처음 XNUMX 억년 동안 행성 지구에서 메탄 생성 원이 지배했다는 가설이 있습니다. 이 유기체에 의해 합성 된 메탄은 지구 전체의 기후에 엄청난 영향을 미치는 온실 효과를 일으켰습니다.

오늘날 메탄은 산소의 존재로 인해 대기 중에 약 10 년 동안 만 남아 있습니다. 그러나 지구 대기에 산소 분자가 부족하면 메탄은 약 10.000 년 동안 지속될 수 있습니다. 그 당시에는 햇빛이 지금처럼 강하지 않았기 때문에 지구 표면에 도달하여 지구를 따뜻하게하는 복사량이 훨씬 적었습니다. 그래서 지구의 온도를 높이고 거주 가능한 환경을 만들기 위해 열을 가두기 위해 메탄이 필요했습니다.

원시 대기의 온실 효과

약 4.600 억년 전에 지구가 형성되었을 때 태양은 오늘날의 70 %에 해당하는 광도를 발산했습니다. 그렇기 때문에 최초의 빙하기 (약 2.300 억년 전) 이전에는 대기가 온실 효과에 전적으로 의존했습니다.

기후 변화 전문가들은 암모니아에서 이것은 강력한 온실 가스이기 때문에 원시 대기에서 열을 유지하는 온실 가스로 사용됩니다. 그러나 대기 중 산소가없는 경우 태양의 자외선이 암모니아를 빠르게 파괴하여 당시 메탄이 지배적 인 가스가되었습니다.

대기 중 열의 기여와 온실 효과에 CO2도 추가합니다. 그때까지 그의 집중력은 훨씬 낮았다, 그것이 온실 효과의 원인이 될 수없는 이유입니다. CO2는 화산을 통해 자연적으로 대기 중으로 만 배출되었습니다.

지구를 식힌 메탄과 안개의 역할

초기 기후를 조절하는 메탄의 역할은 약 3.500 억년 전에 메탄 생성 원이 해양의 메탄 가스를 폐기물로 합성하면서 시작되었습니다. 이 가스는 전자기 스펙트럼의 넓은 영역에서 태양의 열을 가두 었습니다. 그것은 또한 자외선의 통과를 허용했기 때문에 기존 CO2에 추가 된 이러한 요소들 중 그들은 지구를 거주 가능한 온도로 유지했습니다.

Methanogens는 더 높은 온도에서 더 잘 살아 남았습니다. 온도가 높아짐에 따라 물의 순환과 암석 침식이 강화되었습니다. 이 암석 침식 과정은 대기에서 CO2를 추출합니다. 너무 많이 대기 중의 메탄과 CO2의 농도는 동일 해졌습니다.

대기의 화학은 메탄 분자가 중합 (함께 연결된 메탄 분자 사슬 형성)하고 복잡한 탄화수소를 형성하도록했습니다. 이 탄화수소는 입자로 응축되어 높은 고도에서 그들은 주황색 안개를 형성했습니다.  이 유기 먼지 구름은 입사 태양 복사에서 가시 광선을 흡수하고 다시 우주로 방출함으로써 온실 효과를 보상했습니다. 이런 식으로 지구 표면에 도달하는 열의 양을 줄이고 기후를 식히고 메탄 생성을 늦추는 데 기여했습니다.

고온 성 메탄 생성물

고온 성 메탄 생성 물질은 상당히 높은 온도 범위에서 살아남는 물질입니다. 이러한 이유로 탄화수소 미스트가 형성되었을 때 지구 온도가 냉각되고 감소함에 따라 고온 성 메탄 물질은 그러한 조건에서 살아남을 수 없었습니다. 더 추운 기후와 해로운 호 열성 메탄 생성 물질 개체군으로 인해 행성의 조건이 바뀌 었습니다.

대기는 메탄이 현재와 ​​비슷한 속도로 생성되었을 것입니다.. 그러나 메탄 생성 물질은 우리의 산업 활동에서 인간만큼 많은 메탄을 생성하지 않았습니다.

Methanogens는 기본적으로 수소와 CO2를 먹고 메탄을 폐기물로 생성합니다. 일부는 유기물의 혐기성 분해로 아세테이트 및 기타 다양한 화합물을 소비합니다. 그렇기 때문에 오늘날 메탄 생성 물질은 그들은 반추 동물의 뱃속, 범람 한 논을 덮는 미사 및 기타 무산소 환경에서만 번성합니다. 그러나 원시 대기에는 산소가 부족했기 때문에 화산에서 방출되는 모든 수소는 바다에 저장되어 물을 형성하는 산소가 없기 때문에 메탄 생성 원에 의해 사용되었습니다.

"안티 온실"효과의 안개

이 긍정적 인 피드백주기 (고온, 더 많은 메탄 생성 물질, 더 많은 메탄, 더 많은 열, 더 많은 온도…)로 인해 지구는 고온 성 미생물 만이이 새로운 환경에 적응할 수있는 뜨거운 온실이되었습니다. 그러나 앞서 언급했듯이 입사 자외선을 흡수하는 탄화수소로 인해 미스트가 형성되었습니다. 날씨를 시원하게. 이런 식으로 메탄 생산이 중단되고 온도와 대기 조성이 안정화되기 시작합니다.

안개와 안개를 비교하면 토성의 가장 큰 위성 인 타이탄은 우리는 또한 메탄이 햇빛과 반응 할 때 형성되는 탄화수소 입자의 고밀도 층에 해당하는 동일한 특징적인 주황색을 가지고 있음을 알 수 있습니다. 그러나 탄화수소 층은 Titan의 표면을 섭씨 -179도에서 만듭니다. 이 대기는 지구 전체 역사상 지구보다 더 차갑습니다.

지구의 탄화수소 구름이 타이탄의 밀도에 도달했다면 메탄의 강력한 온실 효과를 상쇄하기에 충분한 햇빛을 반사했을 것입니다. 행성의 전체 표면이 얼어서 모든 메탄 생성 물질이 죽었을 것입니다. 타이탄과 지구의 차이점은 토성의 달에는 이산화탄소도 물도 없기 때문에 메탄이 ​​쉽게 증발한다는 것입니다.

메탄 시대의 끝

메탄에서 형성된 안개는 영원히 지속되지 않았습니다. 원생대와 메탄이 왜 발생했는지 설명 할 수있는 이후 세 번의 빙하가있었습니다.

첫 번째 빙하는 휴 로니아 빙하라고합니다. 빙하 퇴적물 아래에서 발견되는 가장 오래된 암석 아래에는 대기 산소 수준이 매우 낮음을 나타내는 두 가지 광물 인 우 라니 나이트와 황철석이 있습니다. 그러나 빙하 층 위에는 적철광이있는 붉은 사암이 관찰된다. 산소가 풍부한 환경. 이 모든 것은 휴 로니아 빙하가 대기 중 산소 수준이 처음 급등하기 시작했을 때 정확하게 발생했음을 나타냅니다.

이 새로운 환경에서는 한때 지구를 지배했던 산소, 메탄 생성 물질 및 기타 혐기성 유기체가 점점 더 풍부 해지면서 점차 사라지거나 점점 더 제한된 서식지에 갇혀있는 것으로 나타났습니다. 사실, 산소 수준이 낮게 유지 되었다면 메탄 농도는 오늘날과 같거나 더 높았을 것입니다.

이것은 왜 지구에서 원생대 동안에 거의 1.500 억년 동안 빙하가 없었다, 비록 태양이 여전히 아주 약했지만. 대기 중 산소 또는 용존 황산염의 두 번째 상승이 메탄의 보호 효과를 감소시킴으로써 빙하 화 현상을 유발했을 가능성이있는 것으로 추측되었습니다.

보시다시피, 지구의 대기는 항상 오늘날과 같지는 않았습니다. 그것은 우연히 산소 (오늘날 우리가 살기 위해 필요한 분자)가없고 메탄이 기후를 조절하고 지구를 지배하는 곳이었습니다. 또한 빙하가 끝난 후 산소 농도는 안정되어 현재와 동일해질 때까지 증가했으며 메탄은 더 제한된 장소로 감소했습니다. 현재 메탄의 농도는 인간 활동으로 인한 배출로 인해 증가하고 있으며 온실 효과와 현재의 기후 변화에 기여하고 있습니다.