落到地球上的微隕石可以幫助研究人員弄清遠古時代的地球大氣
美國華盛頓大學的科學家根據27億年前跌落到地球上的微小隕石的化學特性研究後證實,那時的大氣層中可能充滿了二氧化碳。
根據模型,研究人員估計二氧化碳構成了我們古代地球大氣的6%到70%以上。相比之下,我們今天的大氣中的二氧化碳含量為0.04%。
從岩石記錄來看,科學家們目前已經知道在太古宙時期(40億到25億年前),地球表面沒有太多氧氣。研究人員認為,那段時間地球上可能存在大量的溫室氣體,例如二氧化碳或甲烷。
華盛頓大學的研究人員,這篇論文的作者歐文·萊默說:“真的很難分析當時的大氣情況。幾乎沒有什麼東西可以記錄大氣成分。”
但在幾年前,科學家發現了微隕石,這是類似於沙粒大小的岩石或金屬顆粒,它們大約在27億年前墜落到地球上,成為迄今發現的最古老的微隕石。當微隕石穿過大氣層飛向地球時,微隕石會被加熱,融化並與大氣中的氣體相互作用,從而有可能保留當時存在的大氣記錄。
微隕石含有大量的鐵,其中一些已變成一種稱為鐵矽酸鹽的化合物,當鐵與氧相互作用時會形成這種化合物。隕石不能在地球表面形成,因此微隕石在掉落到大氣中時必須遇到氧氣,如果不是氧氣,則可能是二氧化碳。
為了解二氧化碳和其它氣體的水平,萊默研究團隊建立了計算機模型,以計算這些富含鐵的微隕石通過各種濃度的二氧化碳落入地球大氣。然後,他們將模擬的微隕石與真實的微隕石進行了比較。研究小組發現,含有大量二氧化碳(按體積計佔百分之幾十,甚至可能佔70%或更多)的大氣成分使微隕石具有適量的白鎢礦。
鑑於太陽過去曾經變暗,而地球接受的光線更少,所以對於地球早期生物來說,擁有如此高的二氧化碳含量是很幸運的。大氣中的高濃度溫室氣體(如二氧化碳)會使地球保持足夠的溫暖,足以維持液態水和生命。
萊默說,要確定當時地球大氣中二氧化碳的含量的更精確的數字,他們需要更多的微隕石來比較他們的模型。
如果科學家能找到更古老的帶有鎢礦的微隕石,他們就有可能弄清楚隨著時間的流逝地球大氣層中有多少二氧化碳,並能更清晰地描繪地球早期的歷史。