Sciencemag.cz
Doporučujeme
Jak vypadala atmosféra dávné Země? Pořádně nevíme, respektive shoda panuje asi jen v tom, že zde prakticky chyběl kyslík a plno bylo naopak oxidu uhličitého. Na množství metanu, čpavku nebo dusíku či kyanovodíku už panují různé názory.
Ale jak to bylo před miliardami let s atmosferickým tlakem? Srovnání s dalšími planetami („bez vlivu života“) nám moc neřekne, Mars o atmosféru prakticky přišel, Venuše se proměnila v přetlakovaný skleník. Samozřejmě by logické bylo předpokládat, že dávná pozemská atmosféra s oxidem uhličitým byla hustší. Jenže známe množství toho CO2?
Studie autorů z University of Western Australia a University of Washington, publikována v Nature Geoscience, nyní praví, že před 2,7 miliardami let byl atmosferický tlak u hladiny moře oproti dnešku ani ne poloviční. Bylo to už v době existující fotosyntézy (CO2 se už začal stahovat do organické hmoty?), ale ještě před nárůstem koncentrace kyslíku.
Stanovení tehdejšího tlaku je založeno na bublinách v lávových vrstvách, které vznikaly na místech, kde vroucí láva tekla do mořské vody a tuhla. Vzorky pocházejí ze západní Austrálie od řeky Beasley. Pokud je měření a jeho interpretace v pořádku, pak v atmosféře oproti dnešku muselo být méně dusíku (ať už v podobě molekul N2 nebo NH3).
Co to vypovídá o tehdejší Zemi z hlediska klimatu? Když Slunce dodávalo méně tepla než dnes, cca o pětinu, v atmosféře rozhodně musely být skleníkové plyny (nejen CO2, ale i metan a vodní pára). Jinak fungovaly větry, vzhledem k tomu, že Měsíc byl blíže než dnes, platí totéž i pro příliv a odliv. Rozhodně bychom tedy nenašli „současné prostředí bez eukaryot a atmosferického kyslíku“, rozdílů bylo mnohem víc.
Zdroj: Phys.org a další
Poznámky:
– Nižší tlak znamená, že (neslaná) voda zmrzne při vyšší teplotě než 0 C (led má větší objem). Mohl tedy nižší tlak hrát roli při vzniku obřích prekambrických zalednění? Samozřejmě ještě více závisí na tlaku bod varu, nicméně nepředpokládáme, že by se v té době oceány vařily.
– Dvakrát nižší tlak znamená, že v atmosféře muselo být mnohem méně dusíku (i kdyby chyběl CO2 a nebyl žádný kyslík, stále to k rozdílu nestačí). Je tedy většina atmosferického dusíku biogenního původu? Ale pokud dusík nebyl ani v podobě čpavku, v jaké formě tedy na Zemi především existoval? Jako dusičnany v moři a sedimentech? Nebo jako rozpuštěný uhličitan amonný?
– Jaký by byl tlak stejného množství molekul CO2 vs. současné směsi dusíku a kyslíku? Větší obsah kyslíku v atmosféře v permu údajně znamenal větší hustotu, tj. létat mohlo i to, co by se později už nevzneslo (gigantický hmyz apod.).
– Spoluautor výše zmiňované studie Roger Buick dodává, že ovšem situace před 2,7 miliardami let také nemusela být nijak „původní“. Loni přišel s názorem, že předtím třeba v atmosféře dusík byl, ale před 3 miliardami let ho tehdejší mikoorganismy začaly ve velkém odčerpávat. Dnes to zvládnou jen některé bakterie („sinice“, hlízkové bakterie žijící v symbióze s rostlinami atd.) – tehdy šlo ale asi o dominantní formu pozemského života.
