როგორ შეივსო დედამიწის ატმოსფერო ჟანგბადით მილიარდობით წლის წინ — ახალი კვლევა
როგორ შეივსო დედამიწის ატმოსფერო ჟანგბადით მილიარდობით წლის წინ — ახალი კვლევა

დღეისათვის, დედამიწის ატმოსფერო იდეალურად შესაფერისია ჩვენი სუნთქვისთვის, მაგრამ ჩვენს პლანეტაზე აირი ყოველთვის ასეთ როდი იყო.

ახლახან, მეცნიერებმა ახალი ახსნა მოუძებნეს მოვლენებს, რომლებმაც დრამატულად შეცვალა აირთა ეს გადამწყვეტი შემადგენლობა.

ახალი კვლევის მიხედვით, კრიტიკულ მოვლენას დედამიწის ატმოსფეროს ისტორიაში შეიძლება ვულკანურ ამოფრქვევათა სახე ჰქონდა, რომელიც თავის მხრივ, გამოწვეული უნდა ყოფილიყო ტექტონიკური ფილების მოძრაობით.

პლანეტის ქერქი და მანტია ისე გადაადგილდა, რომ გამოიწვია კონკრეტული ქიმიური რეაქციები, რასაც მოჰყვა ჟანგბადის წარმოების ზრდა და შესაბამისად, ჩვენს პლანეტაზე კომპლექსური სიცოცხლის საძირკვლის ჩაყრა.

რაისის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფის მიერ შექმნილმა ამ მოდელმა შეიძლება ახსნას არა ერთი, არამედ ორი დიდი ხნის გეოლოგიური საიდუმლო.

ერთი მათგანია დაახლოებით 2,4 მილიარდი წლის წინ მომხდარი ე. წ. ჟანგბადის დიდი კატასტროფა (GOE), როდესაც მკვეთრად გაიზარდა ჟანგბადის დონე; მეორე კი გახლავთ ლომაგუნდის მოვლენა — მნიშვნელოვანი ცვლილება ნახშირბადის იზოტოპთა ბალანსში, რომელიც 100 მილიონი წლის შემდეგ მოხდა.

ნახშირბადს სამი ბუნებრივი იზოტოპი აქვს, ანუ სახესხვაობები, რომლებიც ნეიტრონების სხვადასხვა ოდენობას შეიცავენ. ნახშირბად-12-ისა და ნახშირბად-13 ის პროპორცია ფრიად გამოსადეგი ხელსაწყოა ბუნებრივი სისტემებისა და ატმოსფეროს შესასწავლად, რადგან როგორც ჩანს, ნახშირბადის ეს ორი ვარიანტი სხვადასხვა წყაროდან მომდინარეობს.

დედამიწაზე არსებული ნახშირბადის აბსოლუტურ უმეტესობას ნახშირბად-12 შეადგენს, მაგრამ ლომაგუნდის მოვლენის დროს, უცაბედად მოიმატა ნახშირბად-13-ის იზოტოპებმა. მეცნიერები ამ დრომდე ვერ ახერხებდნენ ჟანგბადის დიდი კატასტროფისა და ლომაგუნდის მოვლენათა მოქცევას ერთ თანმიმდევრულ ჰიპოთეზაში.

კალიფორნიის უნივერსიტეტის დედამიწის მეცნიერის, ჯეიმს ეგუჩის განცხადებით, ამის უნიკალურობა იმაში მდგომარეობს, რომ ცდილობს არა მხოლოდ ჟანგბადის დონის მატების ახსნას, არამედ ცდილობს, ასევე ახსნას მასთან ახლო კავშირში მყოფი ზედაპირის გეოქიმია, ნახშირბადის იზოტოპთა შემადგენლობის ცვლილება, რაც კარბონატული ქანების ჩანაწერებში ოქსიდაციის მოვლენიდან მალევე შეიმჩნევა.

მისი თქმით, ისინი თითოეული ამ ამბის ახსნას ცდილობდნენ ერთეული მექანიზმით, რომელშიც ჩართულია დედამიწის ღრმა წიაღი, ტექტონიკა და ვულკანებიდან ნახშირორჟანგის გაძლიერებული დეგაზაცია.

ამ დრომდე, ჟანგბადის დიდი კატასტროფის ძირითად წარმმართველად ფოტოსინთეზი მიიჩნეოდა; ამ მოსაზრების მიხედვით, ჟანგბადი ნარჩენი პროდუქტის სახით გამოყო ციანობაქტერიამ. ახალი კვლევის მიხედვით, ამ სცენარზე მართლად მოდის ჟანგბადის დიდი წილი, მაგრამ გაცილებით მეტი რამ ხდებოდა ჩვენი პლანეტის წიაღში.

დეტალურ მოდელირებაზე დაყრდნობით, მეცნიერები ფიქრობენ, რომ ჟანგბადის დიდ კატასტროფამდე გაზრდილმა ტექტონიკურმა აქტივობამ წარმოქმნა ასობით ახალი ვულკანი, რომლებმაც ატმოსფეროში CO2-ის მასები ამოაფრქვიეს. შედეგად კი გათბა კლიმატი, გაიზარდა ნალექებისა და გადარეცხვის მაჩვენებელი, რამაც ოკეანეებში ქანებიდან გამორეცხა უფრო მეტი მინერალი.

ამან კი თავის მხრივ გამოიწვია ციანობაქტერიისა და კარბონატების ბუმი, რა დროსაც ეს ჭარბი ორგანული თუ არაორგანული ნივთიერებები ოკეანის ფსკერიდან დედამიწის მანტიაში გადამუშავდებოდა. ჟანგბადის ოდენობის ზრდა განპირობებული იყო როგორც ციანობაქტერიის ოდენობის ზრდით (შესაბამისად, გაიზარდა ფოტოსინთეზიც), ისე ატმოსფეროდან ნახშირბადის ამოღებითა და ღრმად, მიწისქვეშეთში ჩამარხვით.

ეგუჩის თქმით, ეს გახლდათ გარკვეული სახის დიდი ციკლური პროცესები.

ლომაგუნდის მოვლენის გამოთვლებისთვის მნიშვნელოვანია, რომ როგორც ორგანული და არაორგანული ნახშირბადის სხვადასხვა ქიმიური შემადგენლობა მიუთითებს, ისინი ხელახლა გამოჩნდნენ სხვადასხვა დროს; ეს კი კარგად ხსნის ნახშირბად-13-ის ზრდას 100 მლნ წლიანი ინტერვალით.

პირველ რიგში ხელახლა უნდა გამოჩენილიყო ნახშირბადის სიმდიდრე არაორგანულად მიღებულ ნახშირბად-13-ის იზოტოპებში; ამის მიზეზი კი პირდაპირ სუბდუქციის ზონები თავზე განლაგებული ვულკანები იყო; სუბდუქციის ზონები არის მონაკვეთები, სადაც ოკეანის ფილები კონტინენტების ქვეშ ცურდება. ამავე დროს, ნახშირბად-12-ით მდიდარი ნახშირბადი მოგვიანებით უნდა გამოჩენილიყო სხვა ვულკანური ჰოტსპოტების გზით, რომლებიც თავიდანვე გაცილებით ღრმად განცალკევდა.

ასე შორეული მოვლენების კვლევა ყოველთვის მოითხოვს გარკვეულ მიხვედრილობას და კიდევ უფრო მეტი კვლევაა საჭირო იმის გასარკვევად, მართებულია თუ არა ეს ახალი მოდელი. თუმცა, ნამდვილად საინტერესოა იმის გარკვევა, რამ გამოიწვია სერიოზული ატმოსფერული ცვლილება დაახლოებით ორი მილიარდი წლის წინ.

კალიფორნიის უნივერსიტეტის დედამიწის მეცნიერის, ჯეიმს ეგუჩის განცხადებით, მათ ჯგუფს მიაჩნია, რომ სიცოცხლის ასე გავრცელებაში უმნიშვნელოვანესი როლი შეასრულა ნახშირორჟანგის გამოყოფებმა. მისივე თქმით, ეს მოდელი ცდილობს გაარკვიოს, როგორ შეიძლებოდა სიღრმეში განვითარებულ ამ პროცესებს გავლენა მოეხდინა ჩვენი პლანეტის ზედაპირზე არსებულ სიცოცხლეზე.

კვლევა ჟურნალ Nature Geoscience -ში გამოქვეყნდა.

მომზადებულია news.rice.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.

დატოვე კომენტარი