Метеориты помогли определить состав атмосферы Земли в позднем архее

Ученые говорят о составе атмосферы Земли времён кислородной катастрофы, которая произошла почти 2,5 млрд лет назад. В то время наступил новый этап в эволюции нашей планеты, когда воздух пополнился чистым кислородом. Такое событие ученые связали с активизацией фотосинтезирующих организмов, заметно повлиявших на различные области Земли: её биосферу, геологию земной коры и другое. Именно это событие считается ключевым, разделившим историю планеты на 2 периода: архей и последующая история. В первом древнейшем периоде состав атмосферы был отличен от нынешнего, поскольку в газовой оболочке планеты кислород отсутствовал. Главным элементом атмосферы того времени был углекислый газ, причём в крайне высокой концентрации.

Для оценки этого параметра ученые изучали микрометеориты, возраст которых достигает 2,7 млрд лет. По данным анализов, полученных с помощью различного аналитического оборудования, выяснилось, что концентрация CO2 в тот период составляла более 70% по объему от общего состава атмосферы. Однако точные расчеты пока ещё не сведены в единое целое, поскольку различные методы оценок дают расхождение в значении концентрации примерно на 3 порядка. Определение данного параметра является важным вопросом в выяснении условий существования — происхождения и дальнейшего развития — первичной жизни в текущем на тот момент климате ранней Земли. Учёные также делают поправку на то, что в тот период активность Солнца была на 20-30% ниже, чем сейчас. С другой стороны, в тот период жидкая вода также представляла собой немного другую субстанцию, и имела температуру порядка 70 градусов Цельсия.

Чтобы понять, какой же все-таки была атмосфера Земли, учёные провели ряд исследований на некогда вторгшихся в атмосферу метеоритах, содержащих железо и никель. От нагрева при прохождении через атмосферу эти вещества вступали в реакцию с углекислым газом и окислялись до магнита и вюстита. Предположительно, они могли затвердевать, не доходя до поверхности, и уже в окисленном состоянии попадать на Землю. В таком виде метеориты сохранялись на протяжении всего геологического времени до наших дней. Изучение данного события происходило через создание численных моделей и множества симуляций, отражающих процесс прохождения метеоритов сквозь атмосферу Земли в период позднего архея. Они помогли разъяснить вопрос относительно концентрации углекислого газа в воздухе — ученые получили значение в 64%. Примесь кислорода не повлияла на полученную оценку. Климатические модели помогли также оценить и температуру атмосферы Земли в тот период — она составила около 30 градусов Цельсия (давление атмосферы ученые считали ниже нынешнего).