Meteoritter afslører høje kuldioxidniveauer på den tidlige jord

Små meteoritter, der ikke er større end sandkorn, giver nye spor om atmosfæren på den gamle jord, ifølge forskere.

Jernmikrometeoritter fundet i gamle jordarter tyder på, at kuldioxid udgjorde 25 til 50 procent af Jordens atmosfære for 2,7 milliarder år siden, og at trykket ved havets overflade kan have været lavere end i dag, Penn State forskere sagde.

Meteoritterne smeltede, da de strøg gennem atmosfæren og oxiderede, da de stødte på atmosfæriske gasser. Bevis for oxidationen forbliver på de små fragmenter, der landede på Jorden. Prøverne tjener som en unik proxy for forhold i den øvre atmosfære, sagde forskerne.

"Dette er et lovende nyt værktøj til at finde ud af sammensætningen af ​​den øvre atmosfære milliarder af år tidligere, "sagde Rebecca Payne, en doktorand i geovidenskab og astrobiologi ved Penn State. Payne er hovedforfatter af undersøgelsen, offentliggjort for nylig i tidsskriftet Procedurer fra National Academy of Sciences .

Arbejdet bygger på tidligere undersøgelser af mikrometeoritterne, der foreslog frie iltmolekyler i den øvre atmosfære, oxiderede meteoritterne. Disse fund ville kræve, at iltniveauer på den gamle jord var i nærheden af ​​nutidens niveauer, en overraskende konklusion, der modsiger de forventede forhold på den unge planet, Sagde Payne.

Forskerne foretog en ny analyse ved hjælp af fotokemiske og klimamodeller og bestemt kuldioxid, ikke ilt, sandsynligvis fungeret som den vigtigste oxidant. For at dette er muligt, de fandt, at kuldioxid skulle udgøre mindst 25 procent af atmosfæren.

Disse niveauer af kuldioxid ville foreslå en varm planet, men andre klimabevis finder, at Jorden var kølig på det tidspunkt og delvis dækket af gletsjere. Lavere nitrogenniveauer, der resulterer i lavere tryk, ville give mulighed for både høje kuldioxidniveauer og kølige forhold.

"Der er data, refereret i vores papir, der understøtter lavere nitrogenkoncentrationer i løbet af denne tid, "sagde Jim Kasting, Evan Pugh universitetsprofessor i Institut for Geovidenskab i Penn State og Paynes rådgiver. "Vores undersøgelse af mikrometeoritoxidation falder i tråd med den fortolkning. Muligheden for, at vores store atmosfæriske gas, nitrogen, var mindre rigelig i den fjerne fortid er virkelig spændende. "

Resultaterne kan hjælpe med at forene uenigheder i tidligere undersøgelser af kuldioxid i den dybe fortid og estimater af klimamodeller, ifølge forskerne.

Tidligere estimater af kuldioxidniveauer fra milliarder af år siden er afhængige af paleosoler, eller gamle jordarter, hvilket bedre afspejler forholdene i den lavere atmosfære. Regionale forskelle som vejr eller bunddække kan også påvirke paleosols prøver, og resultaterne fra disse undersøgelser modsiger ofte hinanden og klimamodeller, sagde forskerne.

”Det var ved at blive svært at finde ud af, hvor aftalen skulle have været mellem forskellige paleosolundersøgelser og klimamodeller, "Sagde Payne." Det er interessant, fordi det er et nyt sammenligningspunkt. Det kan hjælpe os med at finde det rigtige svar om atmosfærisk kuldioxid i den dybe fortid. "