Частицы звездной пыли «рассказали» о верхних слоях древней атмосферы земли
Ученые проанализировали химический состав микрометеоритов, извлеченных из осадочных пород возрастом 2,7 миллиарда лет. Оказалось, что при прохождении верхних слоев атмосферы металлические частицы сильно окислились, что говорит о высоком содержании кислорода — еще до резкого повышения уровня кислорода в атмосфере Земли 2,4 млрд лет назад.
Микрометеорит
© Andrew G. Tomkins
Считается, что в составе древней атмосферы Земли содержалось в тысячу раз меньше кислорода, чем сейчас. Это подтверждают данные о составе горных пород, сформировавшихся в архейскую эру, но так можно оценить только состав нижних слоев атмосферы.
Чтобы понять, что происходило в верхних слоях, ученые из Великобритании и Австралии проанализировали микрометеориты, которые во время падения пролетели через всю толщу атмосферы Земли.
Из осадочных пород ученые извлекли частицы «звездной пыли» — микрометеориты, упавшие на Землю в архее, примерно 2,7 миллиарда лет назад. Падая, космические «песчинки» нагревались и плавились на высоте 90—75 км.
По степени окисления сплава железа и никеля, из которого состоит «звездная пыль», ученые оценили содержание кислорода в верхних слоях атмосферы.
Большая часть металла в составе микрометеоритов окислилась. Авторы работы предполагают, что в верхних слоях архейской атмосферы содержалось столько же кислорода, сколько и в современной атмосфере — около 20%.
Монооксида углерода в атмосфере было достаточно мало, и он не мешал окислению микрометеоритов.
По результатам исследования 2,7 миллиарда лет назад процентное содержание кислорода в верхних слоях атмосферы было в тысячу раз больше, чем в нижних. Авторы полагают, что атмосферные слои разделяла метановая прослойка, не давая им перемешаться.
Слои воздуха могли перемешиваться за счет встречных потоков воздуха: теплого — вверх, а холодного — вниз. Но из-за того, что под действием ультрафиолета нагревалась верхняя часть метанового слоя, этого не происходило, и концентрация кислорода в разных слоях не выравнивалась.
Хотя общепринятой датой кислородной катастрофы, когда в атмосфере резко возросло количество кислорода, считается период 2,3—2,4 миллиарда лет назад, недавно ученые обнаружили следы фотосинтетической активности микроорганизмов в породах возрастом 3,2 миллиарда лет. Таким образом, накопление кислорода в атмосфере могло начаться несколько раньше, чем принято считать.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature
Источник: chrdk.ru
