Метеориты свидетельствуют о высоком содержании углекислого газа на ранней Земле

Крошечные метеориты размером с песчинку содержат новые подсказки о составе атмосферы древней Земли. Исследователи из Университета штата Пенсильвания обнаружили, что железные микрометеориты, найденные в древних почвах, указывают на то, что 2,7 миллиарда лет назад углекислый газ (CO₂) составлял от 25 до 50% атмосферы Земли, а давление на уровне моря могло быть ниже, чем сегодня.

Эти образцы служат уникальным индикатором условий в верхних слоях атмосферы. Метеориты плавились, проносясь сквозь атмосферу, и окислялись при столкновении с атмосферными газами. Следы этого окисления сохранились на мельчайших фрагментах. Ранее считалось, что метеориты окислялись свободным кислородом, что требовало бы почти современных уровней O₂ — противоречивый вывод для молодой планеты. Новый анализ с использованием фотохимических и климатических моделей показал, что основным окислителем, вероятно, был CO₂. Для этого его концентрация должна была составлять не менее 25% атмосферы.

"Это многообещающий новый инструмент для определения состава верхних слоев атмосферы миллиарды лет назад", — сказала Ребекка Пейн, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Высокий уровень CO₂ обычно предполагает теплый климат, но другие данные указывают на прохладные условия и частичное оледенение Земли в тот период. Это противоречие может быть разрешено более низким общим атмосферным давлением из-за меньшего содержания азота. "Возможность того, что наш главный атмосферный газ, азот, был менее распространен в далеком прошлом, действительно интригует", — отметил профессор Джим Кастинг. Новые данные могут помочь согласовать расхождения между предыдущими оценками CO₂ по древним почвам (палеопочвам) и климатическими моделями.