Праисторија климатских промена. Када је метан регулисао време

примитивна атмосфера метан

Одувек се то говорило климатске промене је релативно модеран, узрокован углавном великим емисијама стакленичких гасова у атмосферу, као нпр метан и ЦО2, од људи од индустријске револуције. Међутим, шта бисте помислили да вам кажем да су током милијарди година од настанка Земље постојале и друге климатске промене?

Земљина атмосфера није увек била иста као данас. Прошао је кроз многе врсте композиција. Која је праисторија климатских промена?

Када је метан регулисао време

Пре неких 2.300 милијарде година чудни микроорганизми удахнули су нови живот тадашњој „младој“ планети Земљи. Реч је о цијанобактеријама. Испунили су планету ваздухом. Међутим, верује се да је много пре овог времена друга група једноћелијских организама населила планету и могла да је учини погодном за живот. Говоримо о метаногенима.

Метаногени су једноћелијски организми који могу да преживе само у условима када нема кисеоника и они током метаболизма синтетишу метан као отпадни производ. Данас метаногене можемо пронаћи само на местима попут црева преживара, дна седимената и других места на планети где кисеоник не постоји.

метан

Молекул метана

Као што знамо, метан је гас са ефектом стаклене баште задржава 23 пута више топлоте од угљен-диоксида, па се претпоставља да су у прве две милијарде година планете Земље владали метаногени. Метан који синтетишу ови организми изазвао је ефекат стаклене баште са огромним последицама на климу целе планете.

Данас метан у атмосфери траје само око 10 година, због присуства кисеоника. Међутим, ако Земљиној атмосфери недостају молекули кисеоника, метан би могао да траје око 10.000 година. У то време сунчева светлост није била толико јака као сада, па је количина зрачења која је доспела на површину Земље и, према томе, загревање планете, била много мања. Због тога, да бисмо повећали температуру планете и створили усељиво окружење, метан је био потребан за задржавање топлоте.

Ефекат стаклене баште примитивне атмосфере

Када је Земља настала пре око 4.600 милијарди година, Сунце је дало сјај еквивалентан 70% онога што ради данас. Због тога је пре првог леденог доба (пре око 2.300 милијарде година) атмосфера у потпуности зависила од ефекта стаклене баште.

Мислили су стручњаци за климатске промене у амонијаку као стакленички гас који је задржао топлоту у примитивној атмосфери, јер је ово моћан стакленички гас. Међутим, у одсуству атмосферског кисеоника, ултраљубичасто зрачење Сунца брзо уништава амонијак, чинећи метан у то време доминантним гасом.

Доприносу топлоте у атмосфери и ефекту стаклене баште додајемо и ЦО2. До тада, концентрација му је била много мања, због тога не би могао бити узрок ефекта стаклене баште. ЦО2 је у атмосферу емитован само природно, преко вулкана.

вулкани

Вулкани су одавали ЦО2 и водоник

Улога метана и магле која је хладила планету

Улога метана у регулисању примитивне климе започела је пре око 3.500 милијарди година, када су метаногени синтетизовали метански гас у океанима као отпадни производ. Овај гас је заробио сунчеву топлоту у широком подручју електромагнетног спектра. Такође је омогућио пролазак ултраљубичастог зрачења, па је међу овим факторима додато са постојећим ЦО2, одржавали су планету на животној температури.

Метаногени су боље преживели на вишим температурама. Како су се температуре појачавале, појачавали су се и циклус воде и ерозија стена. Овај процес ерозије стена извлачи ЦО2 из атмосфере. Тако много концентрација метана и ЦО2 у атмосфери постала је једнака.

примитивни океани

Хемијска атмосфера довела је до тога да се молекули метана полимеризују (формирају ланце молекула метана повезаних заједно) и формирају сложене угљоводонике. Ови угљоводоници су се кондензовали у честице које на великој надморској висини формирали су наранџасту маглу.  Овај облак органске прашине надокнадио је ефекат стаклене баште апсорбујући видљиву светлост од сунчевог зрачења и емитујући је назад у свемир. На тај начин је смањио количину топлоте која је доспела на површину планете и допринео хлађењу климе и успоравању производње метана.

Термофилни метаногени

Термофилни метаногени су они који преживе у прилично високим распонима температура. Из тог разлога, када се угљоводонична магла формирала, како су се глобалне температуре хладиле и смањивале, термофилни метаногени нису могли преживети такве услове. Са хладнијом климом и штетном термофилном популацијом метаногена, услови на планети су се променили.

Атмосфера је могла да одржи концентрације метана толико високе да је метан генерисао би се брзинама упоредивим са тренутним. Међутим, метаногени нису генерисали толико метана као људи у нашим индустријским активностима.

метаногени

Термофилни метаногени

Метаногени се у основи хране водоником и ЦО2, стварајући метан као отпадни производ. Неки други конзумирају ацетат и разна друга једињења из анаеробне разградње органске материје. Зато данас метаногени Успевају само у стомацима преживара, муљу који лежи у основи поплављених пиринча и других аноксичних средина. Али пошто је примитивној атмосфери недостајало кисеоника, сав водоник који су вулкани емитовали био је ускладиштен у океанима, а користили су га метаногени, јер није имао кисеоник на дохват да формира воду.

Магла са ефектом „стаклене баште“

Захваљујући овом циклусу позитивних повратних информација (виша температура, више метаногена, више метана, више топлоте, више температуре ...) планета је постала толико врућа стакленика да су само термофилни микроорганизми успели да се прилагоде овом новом окружењу. Међутим, као што сам већ поменуо, магла се створила од угљоводоника који су однели упадљиво ултраљубичасто зрачење чинећи време хладним. На тај начин је заустављена производња метана и температуре и атмосферски састав би почели да се стабилизују.

угљоводонична магла

Ако упоредимо маглу са оном Титан, највећи сателит Сатурна, видимо да такође има исту карактеристичну наранџасту боју која одговара густом слоју честица угљоводоника, који настаје када метан реагује са сунчевом светлошћу. Међутим, тај слој угљоводоника чини Титанову површину на -179 степени Целзијуса. Ова атмосфера је хладнија него што је планета Земља била у читавој њеној историји.

Да је Земљин угљоводонични облак достигао густину коју има Титан, одбио би довољно сунчеве светлости да се супротстави снажном ефекту стаклене баште метана. Цела површина планете би се заледила и тако убила све метаногене. Разлика између Титана и Земље је у томе што овај Сатурнов месец нема ни ЦО2 ни воду, па метан лако испарава.

Титан

Титан, највећи сателит Сатурна

Крај метанске ере

Магла која се створила од метана није трајала вечно. Од протерозоика и метана постоје три поледице које могу објаснити зашто су се појавиле.

Прво глацијација назива се глацијација Хуронија а испод најстаријих стена пронађених испод његових ледничких наслага налази се детритус уранинита и пирита, два минерала који указују на врло низак ниво атмосферског кисеоника. Међутим, изнад глечерских слојева примећује се црвенкаст пешчар који садржи хематит, минерал који настаје у окружења богата кисеоником. Све ово указује да се хуронска глацијација догодила управо када су атмосферски нивои кисеоника први пут почели да расту у небо.

У овом новом окружењу које је све више богато кисеоником, метаногени и други анаеробни организми који су некада доминирали планетом, постепено су нестајали или су били све више ограничени на ограничена станишта. У ствари, концентрација метана би остала иста или већа него што је данас, да су нивои кисеоника били нижи.

глацијација

Ово објашњава зашто на Земљи, током протерозоика, скоро пола милијарде година није било глацијација, иако је Сунце још увек било прилично слабо. Претпостављало се да би други пораст атмосферског кисеоника, или раствореног сулфата, такође покренуо епизоде ​​леденог доба, смањењем заштитног ефекта метана.

Као што видите, Земљина атмосфера није увек била таква каква је данас. Догодило се да је без кисеоника (молекула који нам је данас потребан да бисмо живели) и где је метан регулисао климу и доминирао планетом. Даље, након глацијација, концентрација кисеоника се повећавала док не постане стабилна и једнака тренутној, док је метан смањен на ограничена места. Тренутно се концентрација метана повећава због емисија од људских активности и доприноси ефекту стаклене баште и тренутним климатским променама.


Садржај чланка се придржава наших принципа уређивачка етика. Да бисте пријавили грешку, кликните овде.

Будите први који ће коментарисати

Оставите свој коментар

Ваша емаил адреса неће бити објављена. Обавезна поља су означена са *

*

*

  1. За податке одговоран: Мигуел Ангел Гатон
  2. Сврха података: Контрола нежељене поште, управљање коментарима.
  3. Легитимација: Ваш пристанак
  4. Комуникација података: Подаци се неће преносити трећим лицима, осим по законској обавези.
  5. Похрана података: База података коју хостује Оццентус Нетворкс (ЕУ)
  6. Права: У било ком тренутку можете ограничити, опоравити и избрисати своје податке.