Атмосфера Землі повільно втрачає кисневе

тропосфера нижчий дуже тонкий шар атмосфери 8-18 км, в якому зосереджено 80% маси атмосфери Землі.

Важливість атмосферного О2 для біологічних і геохімічних процесів на Землі надзвичайно висока. Тому вчені вже давно навчалися, як змінився вміст кисню в історії нашої планети. Це можна розуміти шляхом обчислення часткового тиску O2 та N2 в загальному атмосферному тиску.

Незважаючи на багаторічну історію питання, експерти ще не погоджуються на зміну атмосферного тиску за останні 500 млн. років. Розрахунок варіюватися до 0,2 м (див. діаграму нижче). Навіть за останні кілька мільйонів років не існує чіткого зображення як атмосферного тиску, часткового тиску, а отже, концентрація O2 змінилися.

Питання непросто, адже киснем від атмосфери постійно споживається тваринами, рослинами і навіть камінням. Команда науковців Княжтонського університету роз’яснювала це питання шляхом вивчення концентрації повітряних бульбашок у льодових ядерах зеленої та Антарктиди.



Ядра льоду від глибини 1837 м з видимими однорічними шарами

Сьогодні льодові ядра є найбільш надійним і точним джерелом даних атмосферного тиску. Максимальний вік льоду в ядрах становить 800,000 років, тому дослідження обмежуються цим інтервалом часу.



Видобуток льодових ядер на науково-дослідній станції Восток в Антарктиді

Виявилося, що протягом цього часу досить стабільне витоку кисню з Землі відбувається зі швидкістю близько 8,4 ppm на мільйон років. Зокрема, за останні 800000 років атмосфера стала приблизно 0,7% менше кисню.



Схема зліва показує, як результати наукового моделювання співвідношення O2/N2 в атмосфері та часткового тиску. Схема на правому відображенні зміни в частковому тиску від 800,000-річного вимірювання повітряних бульбашок в льодових ядерах.

«Ми зробили ці вимірювання більше процентів, ніж підтвердити теорію», - заявив співавтор Данила Столпер. Ми не знаємо, що станеться: кисневе зростало протягом багатьох років, зменшення або перебування на постійній рівні.

Зменшення кількості кисню в атмосферу досить повільно. Не загрожувати життя людини в найближчі мільйона років. Але інформація про природу цих циклів дуже важлива для науки. Ми повинні знати, які фактори змінюються. Ця інформація може бути використана, серед інших речей, в терористичній формі Марса, коли люди починають летіти Червону планету. Ми можемо збільшити кількість кисню в атмосферу Мартину.

Не було кисню на Землі за перші пари мільярдів років. Згідно з найбільш ймовірною теорією, близько 2,4 мільярдів років тому рівень кисню різко стрибнув через активність ціанбактерії, також відомий як синьо-зелений водоростей. Цей період різких змін в складі атмосфери, після чого реструктуризація біосфери та глобальна глацинація гурону в історії Землі відомий як кисневий катастроф.



Blue-green algae - причина, чому 2,4 мільярди років тому на Землі з'явився кисень у великих кількостях і виникало більш просунуті життя

Те ж саме кисневої катастрофи може статися на Марсі.

Вчені ще не приходять до консенсусусу, чому атмосфера Землі повільно втрачає кисень. Є два гіпотези. Один через підвищену швидкість ерозії, що призводить до більших порід, які витягуються з грунту, які окислюються і зв'язують більше кисню. Ще одна теорія пов'язана з зміною клімату: за останні кілька мільйонів років температура знизилася злегка, незважаючи на різкий підйом протягом останніх десятиліть. У зв'язку з зменшенням температури можна ініціювати ланцюжок екологічних реакцій, в результаті чого в океанах почали розчинятися більше кисню.

Поки це просто гіпотези, які потрібно перевірити.

На даний момент атмосфера Землі містить 78.09% азоту, 20,95% кисневе, 0.93% аргон, 0,039% вуглекислого газу та дрібні домішки інших газів. Також постійно змінюється концентрація водяної пари, яка вважається однією з основних парникових газів. На рівні океану концентрація H2O в атмосфері становить близько 1% і в середньому близько 0,4%. Загальна маса атмосфери становить 5,5 x 1018 кг, тобто 5,5 зеттаграм або 5,5 пелюатонн.



Скупчення кисню в атмосферу Землі. зелений граф – нижня оцінка кисневих речовин, червоний – найвища оцінка. 1. 3.85-2.45 мільярдів років тому. 2.2.45-1.85 мільярдів років тому: початок виробництва кисню та поглинання океаном та морськими скелями. 3. 1.85-0.85 мільярдів років тому: окислення скель на землі. 4. 0.85-0.54 млрд. років тому: Всі породи на землі окислені, починається нарощування кисню в атмосферу. 5. 0.54 млрд. років тому —

Уповільнення витоку кисню від атмосфери Землі. Але вчені підкреслюють, що їх дослідження не має даних про зміни кисневих рівнів за останні 200 років, після початку промислової революції, коли люди почали активно окислювати вуглеводні з інтер'єру Землі, отримання енергії з цієї хімічної реакції і зв'язування великої кількості кисню з атмосфери. «Ми споживаємо кисневе в тисячі разів більше, ніж раніше», – каже Даниле Стольпер. Людство повністю закриває цикл, спалюючи тисячі тонн вуглецю. Про це свідчать про те, що через спільні зусилля люди можуть значно прискорити природні процеси на Землі. й

Папір опубліковано 23 вересня 2016 р. в журналі Science (doi: 10.1126/science.aaf5445).

https://www.slideshare.net/slideshow/embed_code/key/aitFzEagqIvsVN

Джерело: geektimes.ru/post/280810/