古代地球大气中的二氧化碳含量可能超过70%

古代地球大气中的二氧化碳含量可能超过70%


落到地球上的微陨石可以帮助研究人员弄清远古时代的地球大气

美国华盛顿大学的科学家根据27亿年前跌落到地球上的微小陨石的化学特性研究后证实,那时的大气层中可能充满了二氧化碳。

根据模型,研究人员估计二氧化碳构成了我们古代地球大气的6%到70%以上。相比之下,我们今天的大气中的二氧化碳含量为0.04%。

从岩石记录来看,科学家们目前已经知道在太古宙时期(40亿到25亿年前),地球表面没有太多氧气。研究人员认为,那段时间地球上可能存在大量的温室气体,例如二氧化碳或甲烷。

华盛顿大学的研究人员,这篇论文的作者欧文·莱默说:“真的很难分析当时的大气情况。几乎没有什么东西可以记录大气成分。”

但在几年前,科学家发现了微陨石,这是类似于沙粒大小的岩石或金属颗粒,它们大约在27亿年前坠落到地球上,成为迄今发现的最古老的微陨石。当微陨石穿过大气层飞向地球时,微陨石会被加热,融化并与大气中的气体相互作用,从而有可能保留当时存在的大气记录。

微陨石含有大量的铁,其中一些已变成一种称为铁硅酸盐的化合物,当铁与氧相互作用时会形成这种化合物。陨石不能在地球表面形成,因此微陨石在掉落到大气中时必须遇到氧气,如果不是氧气,则可能是二氧化碳。

为了解二氧化碳和其它气体的水平,莱默研究团队建立了计算机模型,以计算这些富含铁的微陨石通过各种浓度的二氧化碳落入地球大气。然后,他们将模拟的微陨石与真实的微陨石进行了比较。研究小组发现,含有大量二氧化碳(按体积计占百分之几十,甚至可能占70%或更多)的大气成分使微陨石具有适量的白钨矿。

鉴于太阳过去曾经变暗,而地球接受的光线更少,所以对于地球早期生物来说,拥有如此高的二氧化碳含量是很幸运的。大气中的高浓度温室气体(如二氧化碳)会使地球保持足够的温暖,足以维持液态水和生命。

莱默说,要确定当时地球大气中二氧化碳的含量的更精确的数字,他们需要更多的微陨石来比较他们的模型。

如果科学家能找到更古老的带有钨矿的微陨石,他们就有可能弄清楚随着时间的流逝地球大气层中有多少二氧化碳,并能更清晰地描绘地球早期的历史。