Ученые выяснили, чем атмосфера ранней Земли похожа на атмосферу Венеры
30 ноября 2020 г.
Международная группа ученых представила новое понимание древней атмосферы Земли на ранних стадиях её образования (около 4,5 миллиарда лет назад). Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Как известно, Земля выглядела совсем иначе 4,5 млрд лет назад. Вместо лесов, гор и океанов, поверхность нашей планеты была полностью покрыта раскаленной магмой. При этом вопрос о том, какова была атмосфера в то время, по-прежнему остается открытым.
Новое исследование, возглавляемое старшим научным сотрудником Федерального института технологий в Цюрихе Паоло Сосси, было направлено на поиск ответа на этот непростой вопрос.
Чтобы понять как менялся состав атмосферы древней Земли, ученые провели эксперимент, в ходе которого они воссоздали в лабораторных условиях вещество, похожее на магму. Необходимая для этого температура должна была достигать 2000°C.
Ученым удалось изучить процесс окисления железа, содержащегося в магме. Для этого они использовали специальную газовую смесь, содержащую азот и углекислый газ, моделируя таким образом те условия, которые были на Земле 4,5 миллирда лет назад.
В результате проведенного эксперимента ученые сделали два основных вывода.
Первый вывод заключается в том, что Земля и Венера начинали формироваться с очень похожей атмосферой, но впоследствии одна из них потеряла воду из-за близости к Солнцу и более высоких температур. Земля, однако, сохранила воду, прежде всего в форме океанов, которые поглощали большое количество углекислого газа.
Второй вывод, который сделали ученые, касается популярной теории возникновения жизни на Земле. Авторы исследования ставят под сомнение её правдивость. По их данным, вещественный состав атмосферы был иным и она не могла поддерживать существование жизни на ранних этапах жизни планеты.
Исследование также опровергает актуальность эксперимента Миллера-Юри. Суть эксперимента заключается в том, что под действием электрического тока в газе (аммиак, метан) происходит образование аминокислот, которые известны как «строительные блоки жизни».
«Мы обнаружили, что после охлаждения океанов магмы, у молодой Земли, по-видимому, была слегка окисленная атмосфера с углекислым газом в качестве основного компонента, а также состоявшая из азота и небольшого количества воды, – объясняет автор исследования. – Поверхностное давление также было намного выше, почти в сто раз больше, чем сегодня. Сама атмосфера была намного толще из-за горячей поверхности планеты. Эти характеристики сделали ее больше похожей на атмосферу Венеры, чем Земли».
Читать подробнее: Redox state of Earth’s magma ocean and its Venus-like early atmosphere
Источник: Science Advances
Перевод/адаптация текста: «Вестник ОНЗ РАН»