Atmosfer bumi Urzeitliche ternyata sangat tipis

Gelembung terperangkap dalam batuan lava menunjukkan tekanan udara rendah

Dilihat dari luar angkasa, atmosfer Bumi tampak sebagai pita biru tipis © NASA
membacakan

Pemanasan Amplop: Atmosfer bumi tidak lebih tebal dari hari ini tiga miliar tahun yang lalu. Ini dibuktikan dengan analisis gelembung gas yang terperangkap dalam batuan lava dingin - sehingga menyangkal tesis umum. Seperti yang dilaporkan para peneliti dalam jurnal "Nature Geoscience", tekanan atmosfer purba sangat rendah. Namun, meskipun cangkang tipis dan radiasi matahari rendah, itu mungkin cukup hangat di Bumi pada waktu itu - mungkin karena ada lebih banyak gas rumah kaca daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Sebagai cangkang pelindung di sekitar planet kita, atmosfer Bumi memberikan dasar penting bagi kehidupan - dan memiliki tekstur yang unik: Dibandingkan dengan planet tetangganya, Mars dan Venus, mantel Bumi tidak hanya mengandung lebih banyak oksigen, tetapi juga rasio nitrogen dengan gas mulia berbeda secara fundamental. Antara lain, komposisi gas bertindak seperti selimut penghangat dan memastikan bahwa bagian dari radiasi panas matahari tidak dapat lepas kembali ke angkasa.

Tetapi tidak selalu kondisi kehidupan di planet kita seperti hari ini. "2, 7 miliar tahun yang lalu hanya organisme bersel tunggal yang hidup di Bumi, atmosfer tidak mengandung oksigen dan sinar matahari sekitar seperlima lebih lemah, " lapor peneliti Sanjoy Som dari University of Washington di Seattle. Agar bumi tetap hangat meskipun radiasi panasnya lebih rendah, atmosfernya pasti lebih tebal pada saat itu - itu adalah tesis umum.

Cari jejak di lava purba

Bahwa asumsi ini bisa salah, itu menunjuk pada penyelidikan oleh Som dan rekan-rekannya. Tim menganalisis gelembung yang terperangkap di batu lava untuk mengetahui seperti apa atmosfer purba itu. Gagasan di baliknya: Ketika batuan cair mendingin dengan cepat dari atas ke bawah, ia menjebak gelembung gas. Ukuran yang berbeda dari gelembung-gelembung ini dapat menentukan berapa banyak tekanan udara yang bekerja pada pendinginan lava.

Gelembung-gelembung yang terperangkap dalam batu lava memberi tahu para peneliti bagaimana tekanan atmosfer pastilah tiga miliar tahun yang lalu. Joy Sanjoy Som / University of Washington

Untuk studi mereka, para ilmuwan mempelajari lava basal berusia 2, 7 miliar tahun dari Sungai Beasley di Australia barat. Mereka mengebor pipa lava dan menentukan ukuran gelembung yang terkandung. Pengukuran pertama mengejutkan para peneliti: "Data menunjukkan suasana cahaya yang menakjubkan, " mereka melaporkan. pameran

Suasana luar biasa ringan

Analisis lebih lanjut menggunakan pemindaian sinar-X mengkonfirmasi hasil: menurut gelembung, tekanan atmosfer pada saat itu pasti kurang dari setengah setinggi saat ini, yang berarti bahwa gelembung udara di sekitar Bumi lebih tipis seperti yang diperkirakan. Apa yang dianggap dapat diandalkan selama bertahun-tahun - bahwa tekanan atmosfer yang lebih tinggi mengimbangi matahari yang lebih suram - tampaknya telah disangkal.

"Hasil kami hanya kebalikan dari apa yang Anda harapkan, " kata para peneliti. "Jika mereka benar, itu akan memiliki konsekuensi yang jauh untuk kondisi di Bumi pada waktu itu." Misalnya, atmosfer yang lebih ringan memiliki efek pada kekuatan angin dan faktor iklim lainnya, dan juga memiliki pengaruh pada iklim. Titik didih cairan.

Lebih banyak gas rumah kaca, lebih sedikit nitrogen?

Tetapi bagaimana mungkin sekitar tiga miliar tahun yang lalu tidak ada suhu beku di planet kita dan ada air cair? Som dan rekan-rekannya memiliki penjelasan untuk ini: bukan ketebalan atmosfer yang memastikan bahwa panas yang tersedia dimasukkan secara efisien, tetapi komposisinya.

"Pasti ada lebih banyak heat sink dalam bentuk gas rumah kaca seperti metana dan karbon dioksida - dan lebih sedikit nitrogen, " tulis para peneliti. "Konsentrasi nitrogen di atmosfer tampaknya berfluktuasi lebih tajam sepanjang sejarah Bumi daripada yang diperkirakan sebelumnya."

Para ilmuwan sekarang ingin mencari lebih banyak batu yang dapat mengkonfirmasi hasil mereka. Memahami kondisi atmosfer Bumi purba juga dapat membantu mereka dengan lebih baik dalam memperkirakan kemungkinan kehidupan potensial di planet lain. (Nature Geoscience, 2016; doi: 10.1038 / ngeo2713)

(Universitas Washington, 10 Mei 2016 - DAL)