Bár a napsugárzás viszonylag alacsony volt, a hőmérséklet a fiatal Földön meleg volt. Egy nemzetközi geotudós csoport fontos nyomokat talált arra vonatkozóan, hogy a légkörben lévő magas szén-dioxid-szint felelős ezekért a magas hőmérsékletekért. Csak a lemeztektonika kezdetével lett hűvösebb, ahogy a feltörekvő kontinenseken fokozatosan felfogták és tárolták a CO2-t.
Nagyon magas légköri CO2 szintekkel magyarázható a még fiatal Föld három-négy milliárd évvel ezelőtti magas hőmérséklete. Akkoriban Napunk jelenlegi intenzitásának csak 70-80 százalékával sütött. Mindazonáltal az éghajlat a fiatal Földön láthatóan meglehetősen meleg volt, mert alig volt gleccserjég. Ezt a jelenséget „a fiatal gyenge Nap paradoxonaként” ismerik. Hatékony üvegházhatású gáz nélkül a fiatal Föld jégdarabká fagyott volna. Akár CO2, metán vagy egy teljesen más üvegházhatású gáz hevítette fel a Föld bolygót, vita tárgya a tudósok között.
Dr. Daniel Herwartz a Kölni Egyetemről, Dr. Andreas Pack professzor a Göttingeni Egyetemről és Dr. Thorsten Nagel professzor, az Aarhusi Egyetemről (Dánia) új kutatásai arra utalnak, hogy a magas CO2 szintek elfogadható magyarázatot adnak. Ez egy másik geotudományi problémát is megoldana: az óceánok láthatóan túl magas hőmérsékletét. A tanulmány most jelent meg a Proceedings of the National Academy of Sciences.
A földtudományban sokat vitatott kérdés a korai óceánok hőmérsékletére vonatkozik. Bizonyítékok vannak arra, hogy nagyon melegek voltak. A geotermométerként szolgáló, nagyon régi mészkövön vagy kovás kőzeteken végzett oxigénizotópok mérései 70°C feletti tengervíz hőmérsékletet jeleznek. Alacsonyabb hőmérséklet csak akkor lett volna lehetséges, ha a tengervíz megváltoztatta volna oxigénizotóp-összetételét. Ezt azonban sokáig valószínűtlennek tartották.
Az új tanulmány modelljei azt mutatják, hogy a magas CO2 A légköri szintek magyarázatot adhatnak, hiszen az óceán összetételében is változást okoztak volna. „Magas CO2 A szintek tehát két jelenséget magyaráznak meg egyszerre: egyrészt a Föld meleg éghajlatát, másrészt azt, hogy a geotermométerek miért mutatnak forró tengervizet. A tengervíz eltérő oxigénizotóp-arányát figyelembe véve a 40°C-hoz közelebbi hőmérséklethez jutnánk” – mondta Daniel Herwartz, a Kölni Egyetem munkatársa.
Elképzelhető, hogy sok metán is volt a légkörben. De ez semmilyen hatással nem lett volna az óceán összetételére. Így ez nem magyarázza meg, hogy az oxigéngeotermométer miért jelez túl magas hőmérsékletet. „Mindkét jelenség csak a magas CO-szinttel magyarázható2– tette hozzá Herwartz. A szerzők a CO teljes mennyiségét becsülik2 hogy összesen körülbelül egy ütem volt. Ez olyan lenne, mintha a mai légkör teljes egészében CO-ból állna2.
„Ma CO2 csak egy nyomnyi gáz a légkörben. Ehhez képest egy ütem abszurd nagy mennyiségnek hangzik. Azonban testvérbolygónkra nézve Vénusz körülbelül 90 bar CO-val2 perspektívába helyezi a dolgokat” – magyarázta Andreas Pack, a Göttingeni Egyetem munkatársa.
A Földön CO2 végül eltávolították a légkörből és az óceánból, és szén, olaj, gáz és feketepala formájában, valamint mészkőben tárolták. Ezek a széntárolók főként a kontinenseken találhatók. A fiatal Földet azonban nagyrészt óceánok borították, és alig volt kontinens, így a szén tárolási kapacitása korlátozott volt.
„Ez is megmagyarázza a hatalmas CO-t2 a fiatal Föld szintjei mai szemszögből. Hiszen nagyjából hárommilliárd éve még csak felgyorsult a lemeztektonika és olyan szárazföldi tömegek kialakulása, amelyekben a szén hosszú ideig tárolható volt” – magyarázta Thorsten Nagel. Aarhus Egyetem.
A szénkörforgás szempontjából a lemeztektonika kezdete mindent megváltoztatott. A nagy földtömegek hegyekkel gyorsabb szilikátmállást biztosítottak, ami átalakította a CO-t2 mészkőbe. Ezenkívül a szén hatékonyan csapdába esett a Föld köpenyében, amikor az óceáni lemezek alámerültek. A lemeztektonika tehát a CO-t okozta2 a légkör tartalma meredeken csökken. Az ismétlődő jégkorszakok azt mutatják, hogy jelentősen hidegebb lett a Földön.
„Korábbi tanulmányok már jelezték, hogy az ősi bazaltok mészkőtartalma a légköri szén-dioxid meredek csökkenésére utal.2 szinteket. Ez jól illeszkedik az oxigénizotópok egyidejű növekedéséhez. Minden arra utal, hogy a légköri CO2 tartalom gyorsan csökkent a lemeztektonika kezdete után” – zárta Daniel Herwartz. Azonban ebben az összefüggésben a „gyorsan” több száz millió évre utal.
Hivatkozás: „A CO2 az üvegházhatást okozó hatás hatékonyan felmelegítette a korai Földet, és csökkentette a tengervizet 18O/16Ó a lemeztektonika kezdete előtt”, Daniel Herwartz, Andreas Pack és Thorsten J. Nagel, 1. június 2021. Proceedings of the National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073 / pnas.2023617118
