Фото: АР
Парниковый эффект помог Земле избежать обледенения
Миллиарды лет назад парниковый эффект помог сохранить теплый климат Земли и обеспечить жидкое состояние воды в океанах. Молодое же Солнце, будучи тогда на треть слабее, не могло согреть Землю должным образом, уверены авторы исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Геологам давно было известно, что первые живые организмы появились на Земле практически сразу после завершения процесса формирования ее геологического строения - уже более 3,5 миллиардов лет назад. Простейшие цианобактерии обитали в сформировавшихся к тому времени океанах жидкой воды.
Однако существование этих океанов долгое время ставило ученых в трудное положение: согласно астрономам, Солнце в этот ранний период своего развития было на 30% более тусклым светилом и не могло обогреть Землю. Вся вода на ее поверхности неизбежно должна была замерзнуть, а сама Земля - надолго превратиться в ледяную пустыню, отметили ученые.
Благодаря парниковому эффекту Земля не превратилась в ледяную пустыню
Тем не менее, этого не произошло, и единственным объяснением этому мог быть сильный парниковый эффект, который вызывали газы, составлявшие атмосферу молодой Земли. Однако каков был состав этой атмосферы, и какой именно газ сделал решающий вклад в парниковый эффект - ученые точно не знали до последнего времени.
Доцент Копенгагенского университета Метью Джонсон, при содействии коллег из Токийского технологического университета в Японии, установил, что этим газом был карбонилсульфид - газообразное вещество с химической формулой OCS. На то, что соединения серы в избытке содержались в доисторической атмосфере земли, указывают не только многочисленные серосодержащие осадочные породы того времени, но и необычное распределение изотопов серы в них.
По мнению исследователей, это распределение не могло сформироваться в результате одних только геологических процессов - оно должно было происходить при участии атмосферных соединений серы, главным образом сульфатов, под воздействием солнечного излучения с определенным соотношением интенсивностей световых волн различных диапазонов.
В результате экспериментальной работы ученые установили, что обнаруженное соотношение изотопов серы в породах могло образоваться в результате химических реакций диоксида серы SO2 при облучении его солнечным светом, прошедшим через атмосферу, содержащую карбонилсульфид.
Оказалось, что молекулы этого химического соединения выполняли очень сильный парниковый эффект, а в доисторической атмосфере Земли, лишенной свободного кислорода, еще и функции озона, защищая его от разрушительного ультрафиолетового излучения.
Это и обеспечило жизнедеятельность первых организмов и постепенное накопление кислорода в атмосфере Земли, что в результате привело к так называемой кислородной катастрофе, продолжают эксперты.
Примерно 2,5 миллиарда лет назад Земная атмосфера практически полностью лишилась газов-восстановителей - метана, угарного газа, водорода и других соединений, в том числе и карбонилсульфида - что привело к резкому снижению парникового эффекта и похолоданию климата земли. Последовавшее за этим Гуронское оледенение более чем на 100 миллионов лет покрыло Землю льдами.
"Наше исследование показывает, что одно лишь распределение и соотношение газов в атмосфере превратило Землю из теплой планеты, благоприятной для жизни, в ледяную пустыню на многие миллионы лет. Мне трудно придумать другую причину, по которой человечество должно крайне осторожно относиться к выбросам парниковых газов в атмосферу", - сказал Джонсон, слова которого приводит пресс-служба Копенгагенского университета.
Напомним, в мае международная группа ученых под руководством профессора из Университета американского штата Мэриленд Алана Кауфмана доказала, что наступление первого ледникового периода на планете было вызвано резким насыщением атмосферы кислородом примерно 2, 5 миллиарда лет назад.