Jordens atmosfære for 2,7 milliarder år siden var muligvis mere end to tredjedele kuldioxid. Opdagelsen blev fundet under en undersøgelse af, hvordan den gamle atmosfære interagerede med partikler af kosmisk støv, der faldt fra himlen.
Den kuldioxidrige atmosfære kan have skabt en stærk drivhuseffekt, antyder forskerne. Dette kunne give et svar på et langvarigt mysterium, der kaldes "Faint Young Sun Paradox": hvordan havene kunne forblive flydende på Jorden, når solen var omkring 30% svagere end den er nu.
Estimaterne af kuldioxidindholdet i atmosfæren for 2,5-4 milliarder år siden varierer meget.”De nuværende skøn spænder over tre størrelsesordener: 10 til 1.000 gange mere, end de er nu,” siger astrobiolog Owen Lehmer fra University of Washington i Seattle. Derfor forsøgte forskere på en eller anden måde at reducere spredningen.
Svaret kom fra 59 mikrometeoritter fundet i 2,7 milliarder år gammel kalksten i Pilbara-regionen i det nordvestlige Australien. De blev først beskrevet i en 2016-undersøgelse og er stadig de ældste meteoritfossiler, der nogensinde er fundet.
Små stykker sten af jern og nikkel, ikke bredere end et menneskehår, fejede gennem den gamle Jordes atmosfære og faldt ned i havet til havbunden. Der sank de langsomt i kalksten.
Under deres korte flyvning og på grund af deres delvist smeltede tilstand, indgik mikrometeoritter en kemisk reaktion med jordens atmosfære. Atmosfærisk gas, det være sig ilt eller kuldioxid, oxiderer jern, fanger dets elektroner og omdanner de originale mineraler til nye.
Baseret på kemiske analyser af mere end et dusin mikrometeoritter viste en 2016-undersøgelse overraskende iltrige øvre lag i atmosfæren. Det vil sige, for 2,7 milliarder år siden var der 20% ilt, som på den moderne jord. Men resultaterne af denne undersøgelse tilfredsstillede ikke mange videnskabsmænd, siger Lehmer:”Det er svært at forestille sig en atmosfære som denne. Enhver atmosfære, som vi ser på planeter, er godt blandet."
Derfor gennemførte Lehmer og hans kolleger en ny undersøgelse og forbandede oxidation af meteoritter til kuldioxid, ikke ilt. Begge gasser kan være oxidationsmidler, selvom frit ilt reagerer meget hurtigere end ilt bundet i CO2. For at teste, hvor godt kuldioxid kan oxidere hurtigt bevægende mikrometeoritter, simulerede teamet et fald i atmosfæren på ca. 15.000 bit kosmisk støv i størrelse fra 2 til 500 mikron. Koncentrationen af kuldioxid varierede fra 2% til 85% af det samlede volumen.
Salgsfremmende video:
En atmosfære på mindst 70% kuldioxid kan oxidere mikrometeoritter. Denne konklusion stemmer overens med andre data, der er opnået under analysen af gamle jordarter.
En lignende sammensætning af atmosfæren, og selv med tilsætning af metan, kunne skabe en varm verden, hvor verdenshavene ikke kunne fryse til trods for den kolde, unge sol.
Kirill Panov