Ученые воссоздали атмосферу первозданной Земли
Ученые воссоздали первозданную атмосферу Земли, какой она была четыре с половиной миллиарда лет назад. Оказалось, что в то время Земля была весьма схожа по условиям с Венерой.
Четыре с половиной миллиарда лет назад поверхность нашей планеты была полностью покрыта магмой. Международная группа ученых, возглавляемая Паоло Сосси, старшим научным сотрудником Швейцарской высшей технической школы Цюриха, сумела воссоздать атмосферу Земли в то время.
Результаты опубликованы в журнале Science Advances, коротко о них рассказывает Eurek Alert.
Для начала исследователи создали в лабораторных условиях магму — порошок, состав которого совпадает с расплавленной мантией Земли. Это звучит просто, однако потребовало новейших технологических достижений, поскольку требовались очень высокие температуры: около 2000°C.
Ученые использовали специальную печь, которая нагревалась лазером и внутри которой образовывались потоки газовых смесей. Эти газовые смеси влияли на состав магмы.
«Ключевое отличие, которое мы искали, заключалось в том, как окисляется железо в магме», — рассказал Сосси. Когда газовая смесь, которую ученые продували над своей магмой, содержала много кислорода, железо внутри магмы становилось более окисленным. Этот уровень окисления Сосси и его коллеги сравнили с с природными породами, которые составляют сегодняшнюю мантию Земли. Окисление железа в этих породах до сих пор находится под влиянием первозданной атмосферы, повлиявшей на них. Так ученые смогли определить, какая из их газовых смесей наиболее близка к первозданной атмосфере Земли.
«Мы обнаружили, что после охлаждения из состояния магмы молодая Земля имела атмосферу, которая была слегка окисленной, с углекислым газом в качестве основного компонента, а также азотом и небольшим количеством воды», — сообщает Сосси. Температура была намного выше, поскольку планета еще не совсем остыла, а атмосферное давление — почти в сто раз больше, чем сейчас. Эти характеристики делают атмосферу молодой Земли более похожей на атмосферу сегодняшней Венеры, чем на нынешнюю Землю.
Ученые предлагают два основных вывода из своей работы. Первый заключается в том, что Земля и Венера в начале своего существования были очень похожи, но впоследствии Венера лишилась воды из-за близости к Солнцу и более высоких температур. Земля сохранила воду в океанах, которые поглощали большую часть СО2 из воздуха, тем самым значительно снижая его уровень.
Второй вывод заключается в том, что популярная теория возникновения жизни на Земле, при которой удары молний, взаимодействуя с определенными газами (в частности, с аммиаком и метаном) вызвали образование аминокислот, выглядит маловероятной: необходимых газов просто не хватало.
Фото: Shutterstock
Венера — наша историческая родина?
«Филиал ада»: возможна ли жизнь на Венере, и если да, то какая?
