一直有人说 气候变化 是相对现代的，主要是由向大气排放大量温室气体造成的，例如 甲烷 自工业革命以来一直是人类的二氧化碳。 但是，如果我告诉您，自地球形成以来的数十亿年中，还有其他气候变化，您会怎么想？
地球的大气并不总是与今天相同。 它经历了许多类型的合成。 气候变化的史前历史是什么？
当甲烷调节天气时
大约2.300亿年前，奇怪的微生物为当时的“年轻”行星注入了新的生命。 关于蓝细菌。 他们使地球充满了空气。 但是，据信在此之前很久，另一组单细胞生物就在这个星球上居住，并可能使它适合居住。 我们谈论产甲烷菌。
产甲烷菌是单细胞生物，只能在以下条件下生存： 没有氧气，它们在新陈代谢过程中作为废物合成了甲烷。 今天，我们只能在反刍动物的肠，沉积物底部以及地球上不存在氧气的其他地方找到产甲烷菌。
甲烷分子
众所周知，甲烷是一种温室气体， 保留的热量是二氧化碳的23倍， 因此，有一个假设认为，在地球的前XNUMX亿年中，甲烷是由甲烷生成的。 这些生物合成的甲烷引起了温室效应，对整个星球的气候产生了巨大影响。
如今，由于存在氧气，甲烷仅在大气中持续存在约10年。 但是，如果地球大气层中缺少氧气分子，则甲烷可能会持续大约10.000年。 那时的太阳光不如现在强，所以到达地球表面并因此使地球变暖的辐射量要少得多。 这就是为什么要增加行星的温度并创造一个宜居的环境， 需要甲烷来散发热量。
原始气氛的温室效应
当地球大约在4.600亿年前形成时，太阳发出的光度相当于今天的70％。 这就是为什么在第一个冰河时代（大约2.300亿年前）之前，大气完全取决于温室效应的原因。
气候变化专家认为 在氨中 作为在原始大气中保留热量的温室气体，因为这是一种强大的温室气体。 但是，在没有大气氧的情况下，太阳发出的紫外线会迅速破坏氨，使甲烷成为当时的主要气体。
为了增加大气中热量的贡献和温室效应，我们还添加了二氧化碳。 到时， 他的注意力低很多，这就是为什么它不能成为温室效应的原因。 二氧化碳仅通过火山自然排放到大气中。
火山释放出二氧化碳和氢气
甲烷的作用和使地球冷却的雾
甲烷在调节原始气候中的作用始于大约3.500亿年前，当时甲烷分解剂在海洋中将甲烷气体作为废物合成。 这种气体在宽广的电磁频谱范围内从太阳捕获热量。 它还允许紫外线辐射通过，因此，在现有CO2所添加的这些因素中， 他们将地球保持在一个宜居的温度。
产甲烷菌在更高的温度下存活更好。 随着温度的升高，水循环和岩石侵蚀也增强了。 岩石的侵蚀过程从大气中提取二氧化碳。 非常 大气中的甲烷浓度与CO2浓度相等。
大气的化学作用导致甲烷分子聚合（形成连接在一起的甲烷分子链）并形成复杂的碳氢化合物。 这些碳氢化合物冷凝成高海拔的颗粒， 他们形成了橙色的薄雾。 这种有机灰尘云通过吸收入射太阳辐射的可见光并将其发射回太空来补偿温室效应。 这样，它减少了到达行星表面的热量，并有助于冷却气候并减缓甲烷的产生。
嗜热产甲烷菌
嗜热产甲烷菌是在相当高的温度范围内存活的产甲烷菌。 因此，当形成烃雾时，随着全球温度的降低和降低，嗜热的产甲烷菌无法在这种条件下生存。 气候变冷，嗜热的产甲烷菌数量减少， 地球上的状况发生了变化。
如果甲烷是甲烷，那么大气只能保持很高的甲烷浓度 会以与当前相当的速度生成。 但是，在我们的工业活动中，产甲烷菌产生的甲烷不如人类产生的甲烷多。
嗜热产甲烷菌
产甲烷菌基本上以氢气和二氧化碳为食，产生甲烷作为废物。 其他一些由于有机物的厌氧降解而消耗乙酸盐和各种其他化合物。 这就是为什么今天的产甲烷菌 它们只在反刍动物的胃中壮成长，反刍动物是淹没稻田和其他缺氧环境的淤泥。 但是，由于原始大气层缺乏氧气，火山喷发的所有氢都储存在海洋中，并被产甲烷菌利用，因为它没有可用来形成水的氧气。
雾的“反温室效应”
由于这种积极的反馈循环（更高的温度，更多的产甲烷菌，更多的甲烷，更多的热量，更高的温度……），地球变得如此炽热，以至于只有嗜热微生物才能适应这种新环境。 但是，正如我之前提到的，由碳氢化合物形成的雾会带走入射的紫外线 使天气凉爽。 这样，甲烷的生产停止了，温度和大气成分将开始稳定。
如果我们将雾气与 土星最大的卫星泰坦 我们看到它也具有与特征性的橙色相同的橙色，对应于碳氢化合物颗粒的致密层，当甲烷与阳光反应时形成。 但是，那层碳氢化合物使泰坦的表面处于摄氏-179度。 这种大气层比地球整个历史时期都要冷。
如果地球的碳氢化合物云达到了土卫六的密度，它将偏转足够的阳光以抵消甲烷的强大温室效应。 行星的整个表面将被冻结，从而杀死所有产甲烷菌。 土卫六与地球的区别在于土星的卫星既没有二氧化碳也没有水，因此甲烷很容易蒸发。
土卫六，土星的最大卫星
甲烷时代的终结
由甲烷形成的雾并没有永远持续下去。 自元古代和甲烷可以解释它们发生的原因以来，已经发生了三种冰川。
第一个冰川称为休伦纪冰川 在冰河沉积物下发现的最古老的岩石下，有铀矿和黄铁矿碎屑，这两种矿物表明大气中的氧气含量非常低。 然而，在冰川层之上，观察到带红色的砂岩，其中含有赤铁矿，这是一种在 富氧环境。 所有这些表明，当大气中的氧气含量首次开始暴涨时，休伦河发生了冰化作用。
在这个新的环境中，氧气，产甲烷菌和其他厌氧性生物日益丰富，这些生物曾经统治着这个星球，但逐渐消失，或者越来越多地被局限在更受限制的栖息地中。 实际上，如果将氧气含量保持在较低水平，则甲烷浓度将保持与今天相同或更高。
这就解释了为什么在地球上，在元古代， 近1.500亿年没有冰川，即使太阳仍然很弱。 据推测，通过降低甲烷的保护作用，大气中氧气或溶解的硫酸盐第二次升高也可能引发冰川事件。
如您所见，地球的大气并不总是像今天这样。 它恰巧没有氧气（今天我们需要生存的一种分子），甲烷调节着气候并主导了地球。 此外，在冰河时期之后，氧气浓度一直在增加，直到达到稳定并等于当前的氧气浓度为止，而甲烷已减少到更受限的位置。 当前，甲烷的浓度由于人类活动的排放而增加，并导致温室效应和当前的气候变化。