A "Hógolyó Föld" megrázta a szén ciklust

Az ásványi túlnyúlások lehetővé teszik az ősi tenger felborulását és az éghajlat éghajlatát

A mészkőminták a dél-ausztráliai Trezona-formáció ezen dombjaiból származnak © Adam Maloof
felolvasta

A Föld idejének végén bolygónk nemcsak "hógolyóföldré" gördült fel, hanem a közbenső meleg szakaszban a szénciklus olyan drámai módon megváltozott, mint valaha vagy utána. Amint az amerikai kutatók a Science Science-ben beszámolnak, az oka az óceánok "túltermékenyülése" jégen áradt ásványok által, amely megállította a tengeri baktériumok szén-dioxid megkötését, és ezzel megbontotta az egész éghajlati rendszert.

{1l}

A neoproterozoikum korszaka egy milliárd évvel ezelőtt 542 millió évvel ezelőtt volt, az Erasur-időszak utolsó periódusát jelöli. 830 millió évvel ezelőtt ezt a korszakot egy éghajlati metszés, a Cryogenium jellemezte. Az éghajlat változik, és egy milliárd és fél milliárd év alatt először a föld hatalmas jegesedést tapasztal, a sturtikus jégkorszakot. Ettől az időtől kezdve az éghajlati minták fenntarthatóan változnak, azóta mintegy 100-200 millió év alatt megváltozik a hideg időszaka meleg időszakokkal.

Az "oxigén tolóerő" korszak a légkörben

A stúdióos jégkorszak tényleges erős jegesedése ma nagyon vitatott. Míg egyes kutatók a globális jegesedést és a földet „hógolyónak” tekintik, mások sokkal kevésbé kiterjedt jégtakarót gyanítanak. A Princetoni Egyetem Adam Maloof vezetésével a földtudósok csak 2010 márciusában tettek közzé adatokat a "Science" -ben, amely a gleccsereknek az egyenlítőhöz való kiterjedését mutatja 716, 5 millió évvel ezelőtt, támogatva a "hógolyó föld" elméletét.

Most a Maloof és mások új adatokat mutattak be, amelyek a szénciklus drámai megszakadását mutatják a kriogenén során. "A neoproterozoikus korszak volt a Föld története ideje, amikor a légkörben az oxigénszint olyan szintre emelkedett, hogy az állatok fejlődhessenek" - magyarázza Nicholas Swanson-Hysell a Princetoni Egyetemen, a tanulmány első szerzője. "Ezért fontos, hogy tanulmányozzuk a szénciklus változásait és a Föld felszínének dinamikáját ebben az időben."

Drámai metszés a szénciklusban 650 millió évvel ezelőtt

A kutatásukhoz a kutatók a tónium és a kriogén idején lerakódott mészkő mintákat vették fel Közép- és Dél-Ausztráliából. Izotóp-elemzéssel felismerték a szénciklus furcsa és erőteljes változását a trezonaképződésben - egy mészkőréteg, amely két "hógolyó föld" fázis között alakult ki a kriogén periódus végén, mintegy 650 millió évvel ezelőtt. "A zavar, amelyet a neoproterozoikus szénciklusban tapasztalunk, több nagyságrenddel nagyobb, mint bármi, amit ma meg tudnánk tenni, még akkor is, ha egyszerre elégetné a bolygó összes fosszilis üzemanyagot "- mondja Maloof.

Az óceánok túltermékenyülése oka?

Daniel Rothman, a Massachusetts Technológiai Intézet (MIT) geofizikusa, Rothman geofizikus felfedezte a szénciklus hasonló megfordításának bizonyítékait a neoproterozoikum késõbbi idõszakában, az Ediacariumban. Abban az időben azt gyanította, hogy az óceánban a szerves szén jelentős növekedése - egyfajta megalapozott terhelés - okozhatta ezt a zavart. Az újonnan felfedezett, 100 millió évvel régebbi működési zavar azonban még mindig 25 százalékkal hangsúlyosabb.

"Az új szén-izotóp-adatok hatalmas összeomlást mutatnak a karbonát izotópos összetételében, talán a Föld története során még a legerősebb egyedi izotópváltozásban is, miközben a szerves szén izotópos összetétele stabil marad". tehát Rothman. "Az ilyen jelek egyidejűsége rejtélyes, ami arra utal, hogy a szénciklusnak ebben az időben alapvetően másképp kellett viselkednie, mint a mai napig."

A Princeton kutatói, Catherine Rose és Nicholas Swanson-Hysell, a Cryogenium és az Ediacarium rétegei közötti határon állnak, megkülönböztetve az alatta lévő jégkő kőzeteinek és a fedő karbonátos kőzetek különböző színének. Adam Maloof

Időjárással elárasztott ásványi műtrágya a tengerbe

De mi okozhatta ezeket a zavarokat, és mindenekelőtt az ilyen tengeri szerves szén-dioxid feleslegét? A Princetoni geológusok azt gondolják, hogy a Sturt-gleccsereknek a kontinensek földmasszáin való áthaladásakor felületüket minden lerakódott üledékből le kell selejtezni. Ahogy a jégtömegek ezután visszahúzódtak, a nyers alapkőzet hatalmas területei hirtelen felszabadultak, és majdnem szétbontási sebességgel viharvertek. Ezek a kémiai bontási folyamatok, amelyeket a légkör szén-dioxidja vezet, nagy mennyiségű ásványi tápanyagot eredményeztek, amelyeket eső mosott le az óceánokba.

... és abbahagyta a szerves szénvegyületek lebontását

Az óceánokban különösen a vas jelentős beáramlása megzavarta azokat a biokémiai folyamatokat, amelyek során a tengeri baktériumok lebontják a szerves szénvegyületeket, és szén-dioxiddá és szervetlen vegyületekké alakítják őket. Ennek eredményeként a szerves vegyületek nem bomlottak, felhalmozódtak a tengervízben és csökkentik a szén-dioxid visszajutását a tengerből a légkörbe. A szén-dioxid-fogyasztást okozó időjárási folyamatokkal együtt a földrészeken ez a levegő szén-dioxid-tartalmának szignifikánsan csökkenését eredményezte, ezáltal hűtött éghajlati hatást váltott ki, amely végül kiváltotta a Cryogenium ismételt jégkorszakát.

Ennek eredményeként növekszik az oxigén mennyisége

A szénciklus drasztikus változásai szintén befolyásolták a légkör oxigén-egyensúlyát: Strothman és a Princeton kutatói úgy vélték, hogy ez volt a döntő lendület, amely lehetővé tette a levegő oxigéntartalmának növekedését millió év alatt. És amikor az oxigénkoncentráció elég magas volt, ez ismét hatással volt a szénciklusra: az oxigén a tengervízben lévő szerves vegyületeket oxidálta, ezáltal a szénciklus fokozatos visszatérését indította el a "normál" szintre, összehasonlítva a mai körülményekkel.

Ha ezeket az eredményeket megerősítik, a tudósok kritikus betekintést nyertek volna a klíma-szén kölcsönhatások lehetséges mértékébe és tisztázhatták, mi okozhatta a levegő oxigéntartalmának korábban ismert növekedését ebben az időben.

(Princetoni Egyetem, 2010. május 4 - NPO)