Ekstrem drivhuseffekt opvarmede den unge jord

Meget høj atmosfærisk CO ₂ niveauer kan forklare de høje temperaturer på den stadig unge jord for tre til fire milliarder år siden. På det tidspunkt, vores Sol skinnede med kun 70 til 80 procent af dens nuværende intensitet. Alligevel, klimaet på den unge jord var tilsyneladende ret varmt, fordi der næsten ikke var isglacial. Dette fænomen er kendt som 'paradokset for den unge svage sol.' Uden en effektiv drivhusgas, den unge Jord ville have frosset ned i en isklump. Om CO ₂ , metan, eller en helt anden drivhusgas opvarmet planet Jorden er et spørgsmål om debat blandt forskere.

Ny forskning af Dr. Daniel Herwartz fra University of Köln, Professor Dr. Andreas Pack fra University of Göttingen, og professor Dr. Thorsten Nagel fra Aarhus Universitet (Danmark) foreslår nu, at høje CO ₂ niveauer er en plausibel forklaring. Dette ville også løse et andet geovidenskabeligt problem:havtemperaturer, der tilsyneladende var for høje. Artiklen "A CO ₂ drivhus effektivt opvarmet den tidlige jord og reduceret havvand ¹⁸ O/ ¹⁶ O før pladetektonikkens begyndelse "vises i Procedurer fra National Academy of Sciences .

Et meget omdiskuteret spørgsmål inden for jordvidenskab vedrører temperaturen i de tidlige oceaner. Der er tegn på, at de var meget varme. Målinger af iltisotoper på meget gamle kalksten eller kiselholdige klipper, som fungerer som geotermometre, angiver havvandstemperaturer over 70 ° C. Lavere temperaturer ville kun have været muligt, hvis havvandet havde ændret sin oxygenisotopsammensætning. Imidlertid, dette blev længe anset for usandsynligt.

Modeller fra den nye undersøgelse viser, at højt CO ₂ niveauer i atmosfæren kan give en forklaring, da de også ville have forårsaget en ændring i havets sammensætning. "Højt CO ₂ niveauer ville således forklare to fænomener på én gang:For det første, det varme klima på jorden, og for det andet, hvorfor geotermometre ser ud til at vise varmt havvand. Under hensyntagen til havets forskellige iltisotopforhold, vi ville nå frem til temperaturer tættere på 40 ° C, "sagde Daniel Herwartz fra universitetet i Köln. Det kan tænkes, at der også var meget metan i atmosfæren. Men det ville ikke have haft nogen indvirkning på havets sammensætning. Således ville det ville ikke forklare, hvorfor iltgeotermometer angiver for høje temperaturer. "Begge fænomener kan kun forklares ved høje CO -niveauer ₂ , "Tilføjede Herwartz. Forfatterne anslår den samlede mængde CO ₂ at have i alt cirka en bar. Det ville være som om hele dagens atmosfære bestod af CO ₂ .

"I dag, CO ₂ er bare en sporgas i atmosfæren. Sammenlignet med det, en bar lyder som en absurd stor mængde. Imidlertid, ser på vores søsterplanet Venus med dens cirka 90 bar CO ₂ sætter tingene i perspektiv, "forklarede Andreas Pack fra universitetet i Göttingen. På jorden, CO ₂ blev til sidst fjernet fra atmosfæren og havet og lagret i form af kul, olie, gas, og sorte skifre samt i kalksten. Disse kulstofreservoirer er hovedsageligt placeret på kontinenterne. Imidlertid, den unge jord var stort set dækket af oceaner, og der var næsten ingen kontinenter, så lagerkapaciteten for kulstof var begrænset. ”Det forklarer også det enorme CO ₂ niveauer af den unge jord fra nutidens perspektiv. Trods alt, for cirka tre milliarder år siden, pladetektonik og udviklingen af ​​landmasser, hvor kulstof kunne lagres over en lang periode, var bare at tage fart, "forklarede Thorsten Nagel fra Aarhus Universitet.

For kulstofcyklussen, pladetektonikkens begyndelse ændrede alt. Store landmasser med bjerge gav hurtigere silikatforvitring, som konverterede CO ₂ ind i kalksten. Ud over, kulstof blev effektivt fanget i jordens kappe, da oceaniske plader blev subduceret. Pladetektonik forårsagede således CO ₂ indholdet af atmosfæren til at falde kraftigt. Gentagne istider viser, at det blev betydeligt koldere på Jorden. "Tidligere undersøgelser havde allerede vist, at kalkindholdet i gamle basalter peger på et kraftigt fald i atmosfærisk CO ₂ niveauer. Dette passer godt til en stigning i iltisotoper på samme tid. Alt tyder på, at det atmosfæriske CO ₂ indholdet faldt hurtigt efter begyndelsen af ​​pladetektonik, "Daniel Herwartz konkluderede. Men i denne sammenhæng refererer 'hurtigt' til flere hundrede millioner år.